SR830 Lock-In-Verstärker mit 1 mHz bis 102,4 kHz Bereich, 5 ppm/°C Stabilität und 0,01 Grad Phasenauflösung

Der SRS Stanford Research Systems SR830 Lock-In Verstärker bietet hohe Leistung zu einem vernünftigen Preis. Dieses Instrument zeigt gleichzeitig Signalmagnitude und Phase an und nutzt digitale Signalverarbeitung (DSP), um herkömmliche Lock-In-Komponenten wie Demodulatoren, Ausgangsfilter und Verstärker zu ersetzen. Der SR830 bietet kompromisslose Leistung mit einem Betriebsbereich von 1 mHz bis 102 kHz und 100 dB driftfreier dynamischer Reserve.

• 1 mHz bis 102,4 kHz Frequenzbereich
• >100 dB dynamische Reserve
• 5 ppm/°C Stabilität
• 0,01 Grad Phasenauflösung
• Zeitkonstanten von 10 µs bis 3 ks (bis zu 24 dB/Oktave Rolloff)
• Auto-Gain, -Phase, -Reserve & -Offset-Funktionen
• Integrierte Referenzquelle
• GPIB- und RS-232-Schnittstellen

Der SR830 Lock-In Verstärker verfügt über differenzielle Eingänge mit 6 nV/√Hz Eingang rauschen. Mit einer Eingangsimpedanz von 10 MΩ und einer minimalen Vollausschlag-Eingangsspannungsempfindlichkeit von 2 nV kann der Eingang auch für Strommessungen mit wählbaren Stromverstärkungen von 10⁶ und 10⁸ V/A konfiguriert werden. Netzfilter (50 Hz oder 60 Hz) und 2× Netzfilter (100 Hz oder 120 Hz) eliminieren netzbedingte Störungen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Lock-In-Verstärkern ist kein nachlaufender Bandpassfilter am Eingang erforderlich, was Rauschen, Amplituden- und Phasenfehler sowie Drift eliminiert.

Der SR830 erreicht durch digitale Demodulationstechniken mehr als 100 dB echte dynamische Reserve (ohne Vorfilterung). Dieser Ansatz tastet das Eingangssignal mit einem hochpräzisen A/D-Wandler ab und multipliziert das digitalisierte Eingangssignal mit einem synthetisierten Referenzsignal, wodurch Fehler von analogen Instrumenten eliminiert werden.

Die digitale Signalverarbeitung ermöglicht Zeitkonstanten von 10 µs bis 30.000 s mit Rolloff-Optionen von 6, 12, 18 und 24 dB/Oktave. Für niederfrequente Messungen (unter 200 Hz) unterdrücken synchrone Filter Vielfache der Referenzfrequenz, was eine effektive Ausgangsfilterung mit kürzeren Zeitkonstanten ermöglicht.

Analoge Phasenverschiebungsschaltungen werden durch DSP-Berechnungen ersetzt, was eine Phasenmessung mit 0,01° Auflösung und orthogonale X- und Y-Ausgänge bis zu 0,001° ermöglicht.

Die eingebaute Direct-Digital-Synthesis (DDS)-Quelle erzeugt Referenzsignale mit geringer Verzerrung (-80 dBc) von 1 mHz bis 102 kHz mit einer Auflösung von 4½ Ziffern. Sowohl Frequenz als auch Amplitude können über das Frontpanel oder die Computerschnittstelle eingestellt werden.

Auto-Funktionen optimieren Gain, Phase, Offset und dynamische Reserve per Knopfdruck. Offset- und Zoom-Funktionen erleichtern die Untersuchung kleiner Signalfluktuationen, während die Oberwellenerkennung bis zu jeder Oberwelle (2F, 3F, ... nF) bis zu 102 kHz erweitert wird, ohne die Referenzfrequenz zu ändern.

Der SR830 verfügt über benutzerdefinierte Ausgänge zur Messung verschiedener Parameter, X- und Y-Analogausgänge, die mit 256 kHz aktualisiert werden, vier Hilfseingänge (16-Bit-ADCs) für allgemeine Zwecke und vier programmierbare Ausgänge (16-Bit-DACs), die Spannungen von -10,5 V bis +10,5 V liefern.

Zwei Puffer mit 16.000 Punkten ermöglichen die gleichzeitige Aufzeichnung von zwei Messungen, mit Datenübertragung über Computerschnittstellen. Ein externer Trigger-Eingang synchronisiert die Datenaufzeichnung.

Alle Instrumentenfunktionen sind über die Frontpanel-Tastatur mit einem Drehknopf zur Parametereinstellung zugänglich. Neun Instrumentenkonfigurationen können im nichtflüchtigen RAM gespeichert werden, um eine schnelle Einrichtung zu ermöglichen. Standard-RS-232- und GPIB-Schnittstellen bieten eine umfassende Computersteuerung.