Синхронные усилители SR810, SR830

  • Диапазон частот от 1 мГц до 102,4 кГц
  • Динамический запас >100 дБ
  • Стабильность 5 ppm/°С
  • Разрешение по фазе 0,01°
  • Временные константы выходных фильтров от 10 мкс до 30 000 с выбором крутизны наклона 6, 12, 18 и 24 дБ/октаву
  • Автоматическая регулировка усиления, фазы, диапазона и смещения
  • Встроенный генератор опорной частоты

Синхронные усилители SR810 и SR830 обеспечивают пользователя высокими возможностями при разумной стоимости. SR830 одновременно отображает амплитуду и фазу сигнала, SR810 отображает только амплитуду. Оба прибора используют цифровую обработку сигнала (ЦОС) для замены демодуляторов, выходных фильтров и усилителей, используемых в других приборах данного класса. SR810 и SR830 обеспечивают бескомпромиссную производительность в рабочем диапазоне от 1 мГц до 102 кГц и 100 дБ динамического запаса без дрейфа.

Особенности

Синхронные усилители SR810 и SR830 Stanford Research Systems имеют дифференциальные входы с входным шумом 6 нВ / √Гц. Входное сопротивление составляет 10 МОм, а минимальная чувствительность - 2 нВ. Ввод также может быть сконфигурирован для измерения тока с возможностью выбора коэффициента усиления тока 106 и 108 В / А. Для устранения помех предусмотрен сетевой фильтр (50 Гц или 60 Гц) и 2 фильтра (100 Гц или 120 Гц). Однако, в отличие от обычных синхронных усилителей, данные устройства не требуют на входе никакого следящего полосового фильтра. Этот фильтр используется стандартными синхронными усилителями для увеличения динамического резерва. К сожалению, полосовые фильтры являются источниками дополнительного шума, ошибок амплитуды и фазы, а также дрейфа. Синхронные усилители Stanford Research Systems на основе DSP имеют по своей природе такой большой динамический резерв, что не требуют такого фильтра.

Расширенный динамический резерв

Динамический резерв синхронного усилителя при заданном максимальном входном напряжении представляет собой отношение (в дБ) наибольшего сигнала помех к максимальному входному напряжению. Максимальный сигнал помех определяется как амплитуда максимального сигнала на любой частоте, которая может быть подана на вход до того, как синхронный усилитель не сможет измерить сигнал с заданной точностью.

Стандартные синхронные усилители используют аналоговый демодулятор для смешения входного сигнала с опорным. Динамический резерв ограничен примерно 60 дБ, и эти устройства обладают плохой стабильностью, дрейфом выходного сигнала, избыточным коэффициентом усиления и фазовой ошибкой. Демодуляция в синхронных усилителях SR810 и SR830 осуществляется путем дискретизации входного сигнала с помощью высокоточного аналого-цифрового преобразователя и умножения оцифрованного входа на опорный сигнал. Этот метод цифровой демодуляции гарантирует более чем 100 дБ истинного динамического резерва (без предварительной фильтрации) и не приводит к ошибкам, возникающим при работе с аналоговыми устройствами.

Цифровая фильтрация

Цифровой процессор сигналов также решает задачу фильтрации выходного сигнала, гарантируя постоянные времени в диапазоне от 10 мкс до 30 000 секунд с выбором наклона 6, 12, 18 и 24 дБ / окт. Для низкочастотных измерений (менее 200 Гц) можно использовать синхронные фильтры для удаления частот кратных опорной частоте. Так как гармоники опорного сигнала были устранены (в частности, 2F), эффективная фильтрация выходного сигнала может быть достигнута с гораздо более короткими постоянными времени.

Цифровой сдвиг фазы

Аналоговые схемы фазового сдвига также были заменены DSP. Фаза измеряется с разрешением 0.01°, выходы X и Y ортогональны (до 0.001°).

Синтезатор частот

Встроенная схема прямого цифрового синтеза (DDS) генерирует опорный сигнал с очень низким искажением (-80 дБн). Одночастотные синусоидальные волны могут генерироваться от 0.001 Гц до 102 кГц с разрешением 4½ разряда. Как частоту, так и амплитуду можно установить на передней панели системы или с помощью компьютера. При использовании внешнего опорного сигнала, синтезатор синхронизирован по фазе с опорным сигналом.

Автоматические функции

Автоматические функции позволяют устройству самостоятельно задавать параметры, которые часто корректируются автоматически. Усиление, фаза, смещение и динамический резерв быстро оптимизируются одним нажатием клавиши. Функции смещения и расширения полезны при рассмотрении небольших колебаний в измерении. Смещение нуля входного сигнала быстро корректируется автоматической функцией. Детектирование гармоник больше не ограничивается только компонентой 2F. Любые гармоники (2F, 3F, ... нФ) до 102 кГц теперь могут быть измерены без изменения опорной частоты.

Аналоговые входы и выходы

Оба прибора имеют выход для измерения X, R, X-шума, Aux1, Aux 2 или отношения входного сигнала к внешнему сигналу напряжению. SR830 имеет второй выход, который измеряет Y, Θ, Y-шум, Aux 3, Aux 4 или соотношение. SR810 и SR830имеют аналоговые выходы X и Y (задняя панель), которые обновляются с частотой 256 кГц. Также предусмотрены четыре вспомогательных входа (16-разрядные АЦП), например, для нормализации флуктуаций интенсивности входного сигнала. Четыре программируемых выхода (16-разрядные ЦАП) обеспечивают напряжение от -10.5 В до +10.5 В и регулируется с помощью интерфейса на передней панели или компьютерного интерфейса.

Встроенная память

Синхронный усилитель SR810 имеет буфер памяти объемом 8000 точек для записи измерений с течением времени со скоростью до 512 дискретов / с. SR830 имеет два буфера на 16 000 точек для одновременной записи двух сигналов измерения. Данные передаются из буферов с использованием интерфейса компьютера. Триггерный ввод также предусмотрен для внешней синхронизации записи данных.

Простота использования

Синхронные усилители SR810 и SR830 просты в использовании. Все функции прибора регулируются с помощью кнопок и вращающихся ручек на передней панели. Для быстрой и простой настройки прибора можно сохранить до девяти различных наборов конфигураций в RAM. Стандартные интерфейсы RS-232 и GPIB (IEEE-488.2) позволяют подключить систему к компьютеру. Все функции можно контролировать и считывать через интерфейсы. 

Технические характеристики

Параметр Значение
ТРАКТ СИГНАЛА
Вход напряжения Только A, только B или дифференциальный (A-B)
Чувствительность 2 нВ … 1 В
Вход тока Широкополосный 106 В/А или малошумящий 108 В/А
Входной импеданс Напряжение: 10 МОм + 25 пФ (AC или DC); Ток: 1 кОм относит. виртуальной земли
Погрешность усиления ± 1 %
Шум 6 нВ/√Гц при 1 кГц
0,13 пА/√Гц при 1 кГц (106 В/А)
0,013 пА/√Гц при 100 Гц (108 В/А)
Сетевой фильтр 50/60 Гц или 100/120 Гц
Коэф. ослабления синфазной помехи (CMRR) 100 дБ до 10 кГц со спадом 6 дБ/окт выше 10 кГц
Динамический запас >100 дБ (без предфильтров)
Стабильность 0,0005%/°C
ОПОРНЫЙ КАНАЛ
Частотный диапазон 0,2 Гц … 200 кГц
Вход TTL-уровень или синус (400 мВпик-пик)
Импеданс 1 Мом, 25 пФ
Разрешение установ. фазы 0,01º (передняя панель), 0,008º (через интерфейс компьютера)
Абсолютная фазовая ошибка < 1º
Относительная фазовая ошибка < 0,001º
Ортогональность 90º ± 0,001º
Фазовый шум Внутренний опорный сигнал: Синтезированный, < 0,0001º скз на 1 кГц
Внешний опорный сигнал: 0,005º скз на 1 кГц (врем. константа 100 мс, 12 дБ/окт)
Фазовый дрейф < 0,01%/º ниже 10 кГц
< 0,1%/º выше 10 кГц
Обнаружение гармоник 2F, 3F… nF до 102 кГц (n < 19,999)
ДЕМОДУЛЯТОР
Стабильность выхода Цифровой выход и дисплей: нет дрейфа Аналоговые выходы: < 0,0005%/ºC для всех настроек динамического запаса
Подавление гармоник - 90 дБ
Постоянная времени 10 мкс — 30 кс ( спад АЧХ 6, 12, 18 или 24 дБ/октаву). Синхронные фильтры — ниже 200 Гц
ВСТРОЕННЫЙ ГЕНЕРАТОР ЧАСТОТЫ
Частотный диапазон 1 мГц … 102 кГц
Погрешность частоты 0,0025% + 30 мкГц
Разрешение частоты 4½ разярда или 0,1 мГц (что больше)
Суммарный коэффициент гармоник -80 дБ на частоте < 10 кГц
-70 дБ на частоте > 10 кГц
или 1В среднеквадратичное значение
Выходной уровень 0,004 — 5 В скз на 10 кОм (разрешение 2 мВ), 50 Ом импеданс, 50 мА макс ток на 50 Ом.
Погрешность уст. уровня 1 %
Стабильность уровня 0,005%/°C
Выходы Синус, TTL
ЭКРАН
Окно “Канал 1” СВД, 4½ разряда, аналоговая шкала (40 разрядов), X, R,X-шум, Aux 1 или Aux 2.
Окно “Канал 2” СВД, 4½ разряда, аналоговая шкала (40 разрядов), Y, θ, Y-шум, Aux 3 или Aux 4.
Окно “Опорный сигнал” СВД, 4½ разряда
Смещение X, Y, R смещение до ±105 % от полной шкалы
Растяжка X, Y, R: х10 или x100
ВХОДЫ ВЫХОДЫ
Канал 1 X, R, X-шум, Aux 1 или Aux 2 (±10 В), част. обновление 512 Гц
Канал 2 Y, θ, Y-шум, Aux 3 или Aux 4 (±10 В), част. обновление 512 Гц
Выходы X,Y (на передней панели) Синфазная и квадратурная составляющая с частотой обновления 512 Гц
Aux, A/D входы 4 BNC входа, 16 бит, ±10 В, разреш. 1 мВ, дискретизация 512 Гц
Aux, D/A выходы 4 BNC входа, 16 бит, ±10 В, разреш. 1 мВ
Синус, TTL Аналоговый выход встроенного генератора
Объем буфера данных 16 кБ; скорость записи 512 Гц
Вход синхронизации TTL уровень, синхронизация записи данных
Удаленный предусилитель Питание предусилителей SR55X
ОБЩИЕ ДАННЫЕ
Напряжение питания 100/120/220/240 В (± 15 %), 50 / 60 Гц, 40 Вт
Интерфейсы GPIB, RS-232
Габаритные размеры 432 х 133 х 495 мм
Масса 10,5 кг

Комплект поставки

Наименование Количество
Усилитель синхронный цифровой SR830 1
Сетевой шнур 1
Руководство по эксплуатации 1
Комплект для монтажа в стойку 1
Модификация Описание
SR810 Однофазный цифровой синхронный усилитель
SR830 Двухфазный цифровой синхронный усилитель
SR810, SR830: Техническое описание [EN] Скачать