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8.5 GHz 鎖相放大器

8.5 GHz Lock-in Amplifier 型號:SHFLI
  • 頻率範圍:DC - 8.5 GHz
  • 解調器最短時間常數:14 ns
  • 2 個獨立鎖相單元,附帶信號產生器
  • 每個鎖相單元配置 4 個獨立解調器
  • 4 個高速輔助輸出埠和 4 個高精度輔助輸出埠
  • LabOne® 工具集
  • 主要特點 

    • 頻率範圍:DC - 8.5 GHz
    • 解調器最短時間常數:14 ns
    • 2 個獨立鎖相單元,附帶信號產生器
    • 每個鎖相單元配置 4 個獨立解調器
    • 4 個高速輔助輸出埠和 4 個高精度輔助輸出埠
    • LabOne® 工具集

    簡介

    瑞士蘇黎世儀器公司的SHFLI將鎖相放大器這類產品的功能與優勢(雜訊抑制、相位靈敏度、頻率追蹤等)延伸到工作頻率高達8.5 GHz的應用。

    SHFLI 包含兩個可獨立使用的鎖相放大器物理通道。 每個通道均配備 4 個支援並行多頻率分析的雙相解數據器,以及一個用於生成驅動和參考信號的 6 GSa/s 信號產生器。 解調器中低通濾波器參數可自由調整,可以在雜訊抑制和測量速度之間達到最優平衡。 USB 和千兆乙太網數位介面能夠以高達 4 MSa/s 的速度將數據連續傳輸到電腦,而 4 個高速輔助輸出埠和 4 個高精度輔助輸出埠可將測量結果轉換為類比信號輸出,並添加自定義的縮放和偏置,方便與其他儀器集成使用。

    SHFLI 包括 LabOne® 控制軟體,藉助其圖形使用者介面,可以輕鬆方便地進行設置。 通過該軟體,使用者可以對包括鎖相放大器、具備快速傅里葉轉換 (FFT) 的雙通道示波器、參數掃描器和頻譜分析儀等在內的整個測量工具集進行全方位控制。 此外,所有功能和數據擷取都可以通過常用程式設計語言來進行二次開發,支援 LabVIEWTM、MATLAB®、C、. NET 和 Python。

    SHFLI 具備低輸入雜訊、寬分析頻寬和超短時間常數等特點,是一款理想的測量工具,適用於要求最嚴苛的微波應用。

     

    應用

    SHFLI 可以滿足最嚴苛的應用需求,例如測量並追蹤週期性信號以及頻率範圍高達8.5 GHz的元件表徵和控制。

    感測器:MEMS、NEMS、聲表面波、量子感測
    光學:鎖模激光器、泵浦-探測光譜、奈米光機械、光學鎖相環
    自旋量子比特:射頻反射法、量子比特讀取

  • 鎖相操作模式
    參考模式 單相和雙相鎖相
    三諧波頻率模式 單基波頻率和 3 個諧波頻率(同時)
    信號輸入
    頻率範圍 直流 - 8.5 GHz
    分析頻寬 1 GHz (大於 0.8 GHz 時)
    輸入阻抗 50 Ω
    輸入電壓雜訊 ≤3.5 nV/√Hz (100 kHz 至 0.8 GHz)
    ≤2.5 nV/√Hz (大於 0.8 GHz)
    動態儲備 100 dB(典型值)
    輸入量程 ±10 mV 至 ±1 V (小於 0.8 GHz 時)
    ±1 mV 至 ±1 V (大於 0.8 GHz 時)
    A/D 轉換 14 位元,4 GSa/s
    連接埠 SMA
    信號輸出
    頻率範圍 DC - 8.5 GHz
    輸出量程 ±10 mV 至 ±0.5 V / -30 dBm 至 5 dBm(50 Ω)(小於 0.8 GHz 時)
    ±10 mV 至 ±1 V / -30 dBm 至 10 dBm(50 Ω)(小於 0.8 GHz 時)
    D/A 轉換 14 位元,6 GSa/s
    連接埠 SMA
    參考信號與觸發信號  
    觸發 4 個輸入埠,4 個輸出埠
    解調器  
    頻率範圍 DC - 8.5 GHz
    解調器數目 8 個雙相解調器
    LAN/USB3 輸出取樣率 最大 4 MSa/s (所有解數據器總計)
    輔助輸出取樣率 50 MSa/s(每個高速輔助輸出埠),14 位元
    濾波器時間常數 14 ns 至 21 s
    濾波器頻寬 3.2 mHz 至 11 MHz
    濾波器斜率 6,12,18,24 dB/Oct
    示波器  
    顯示通道 訊號輸入
    示波器顯示模式 時域、頻域(FFT)
    顯示通道數 2
    觸發模式 升降沿
    垂直解析度 14 位元
    游標計算 位置、區間、波形、峰值、追蹤、直方圖
    參數掃描器  
    參數掃描 振蕩器頻率、解調器相移、輔助輸出偏置、信號輸出幅值、信號輸出偏置
    參數掃描範圍 全範圍、線性和對數
    參數掃描解析度 任意,由起止點和掃描點數定義
    顯示參數 解調器輸出(X, Y, R, Θ, f)
    顯示選項 單幅圖、雙幅圖(例如波特圖)、多跡線
    統計選項 振幅、頻譜密度、功率
    輔助信號  
    高速輸出 4 通道,±5 V(50 Ω),14 位,50 MSa/s,25 MHz
    高解析度輸出 4 通道,±5 V(50 Ω),18 位,1 MSa/s,200 kHz
    輔助信號輸出 R、Θ、X、Y 或使用者自定義
    高速輸入 2 通道,±1.5 V,14 位
    輔助輸出連接埠 BNC
    通訊和其他  
    主機連接 LAN / 乙太網、1 Gbit/s
    USB 3.0  
    數位 I/O 32 位元,一般用途
    時鐘 10 MHz 或 100 MHz 輸入和輸出
    一般規格  
    尺寸 449 × 460 × 145 mm3
    17.6 × 18.1 × 5.7 inch3,適用於 19 英寸機架
    重量 15 kg(33 lb)
    電源 100-240 V,50/60 Hz
    PC 作業系統 Windows 7、8.1、10、11,macOS 10.11+,Linux
  • Introduction

    The Zurich Instruments SHFLI Lock-in Amplifier brings the advantages of lock-in amplifiers – noise rejection, phase sensitivity, frequency tracking and more – to applications that operate at frequencies up to 8.5 GHz.
    The SHFLI contains two physical channels that operate as independent lock-in amplifiers. Each one is equipped with 4 dual-phase demodulators that enable parallel multi-frequency analysis and with a 6 GSa/s signal generator for drive and reference signals. The demodulator filters can be tuned to give the best tradeoff between noise rejection and measurement speed. The USB and gigabit ethernet digital interfaces enable continuous data transfer to the computer at up to 4 MSa/s while the 4 high-speed and 4 high-precision auxiliary outputs can convert the measurement results, with custom scaling and offset, into analog signals for integration with other instruments.

    Trailblazers. The GHFLI and SHFLI Microwave Lock-in Amplifiers.
    The SHFLI includes the LabOne® control software that makes setting it up easy and convenient thanks to its graphical user interface. It also provides firm control over the entire measurement toolset that comprises the lock-ins, a dual-channel oscilloscope with FFT, a parametric sweeper, a spectrum analyzer and much more. Additionally, all the functionality and data acquisition can be accessed through the major programming languages for ease of integration: LabVIEWTM, MATLAB®, C, .NET and Python are supported.

    The SHFLI’s low input noise, its wide measurement window and its very fast time constant make it the ideal measurement tool even for the most demanding microwave applications.

     

    Applications

    The SHFLI can serve even the most demanding applications that require measurement and tracking of periodic signals, and device characterization and control up to 8.5 GHz.

    • Sensors: MEMS, NEMS, Surface Acoustic Waves, quantum sensing
    • Optics: mode-locked lasers, pump-probe spectroscopy, nano-optomechanics, optical PLL
    • Spin qubits: RF-reflectometry, qubit readout
  • Lock-in operating modes

    Reference mode Single and dual lock-in
    Triple-harmonic mode 1 fundamental + 3 harmonics (simultaneous)

    Signal inputs

    Frequency range DC - 8.5 GHz
    Analysis bandwidth 1 GHz (>0.8 GHz)
    Input impedance 50 Ω
    Input voltage noise ≤3.5 nV/√Hz (100 kHz to 0.8 GHz)
    ≤2.5 nV/√Hz (> 0.8 GHz)
    Dynamic reserve 100 dB typical
    Input ranges ±10 mV to ±1 V (<0.8 GHz)
    ±1 mV to ±1 V (>0.8 GHz)
    A/D conversion 14 bits, 4 GSa/s
    Connectors SMA

    Signal outputs

    Frequency range DC - 8.5 GHz
    Output ranges ±10 mV to ±0.5 V / -30 dBm to 5 dBm into 50 Ω (<0.8 GHz)
    ±10 mV to ±1 V / -30 dBm to 10 dBm into 50 Ω (>0.8 GHz)
    D/A conversion 14 bit, 6 GSa/s
    Connectors SMA

    Reference and triggers

    Triggers 4 inputs, 4 outputs

    Demodulators

    Frequency range DC - 8.5 GHz
    Number of demodulators 8 dual-phase
    Output sample rate on LAN/USB3 4 MSa/s maximum (total all demodulators)
    Output sample rate on Aux outputs 50 MSa/s (for each high-speed auxiliary output), 14 bit
    Filter time constant 14 ns to 21 s
    Filter bandwidth 3.2 mHz to 11 MHz
    Filter slope 6, 12, 18, 24 dB/Oct

    Scope

    Input channels Signal inputs
    Scope modes Time domain, frequency domain (FFT)
    Number of display channels 2
    Trigger mode Edge
    Vertical resolution 14 bits
    Cursor math Location, area, wave, peak, tracking, histogram

    Sweeper

    Scan parameters Oscillator frequency, demodulator phase shift, auxiliary offset, signal output amplitudes, signal output offset
    Parameter sweep ranges Full range, linear and logarithmic
    Parameter sweep resolution Arbitrary, defined by start/stop value, and number of sweep points
    Display parameters Demodulator output (X, Y, R, Θ, f)
    Display options Single plot, dual plot (e.g. Bode plot), multi-trace
    Statistical options Amplitude, spectral density, power

    Auxiliary signals

    High-speed outputs 4 channels, ±5 V (in 50 Ω), 14 bit, 50 MSa/s, 25 MHz
    High-resolution outputs 4 channels, ±5 V (in 50 Ω), 18 bit, 1 MSa/s, 200 kHz
    Auxiliary outputs signals R, Θ, X, Y, or user defined
    High-speed inputs 2 channels, ±1.5 V, 14 bit
    Auxiliary connectors BNC

    Connectivity and others

    Host connection LAN / Ethernet, 1 Gbit/s
    USB 3.0
    Digital I/O 32 bits, general purpose
    Clock 10 MHz or 100 MHz input and output

    General

    Dimensions 449 × 460 × 145 mm3
    17.6 × 18.1 × 5.7 inch3, suited for 19 inch rack
    Weight 15 kg (33 lb)
    Power supply AC line 100-240 V, 50/60 Hz
    PC operating system Windows 7, 8.1, 10, 11, macOS 10.11+, Linux