东方闪光:锁相放大器---微弱信号检测

　　锁相放大器是用于微弱信号检测的装置，微弱信号常淹没在各种噪声中，锁相放大器可以将微弱信号从噪声中提取出来并对其进行准确测量。锁相放大器是基于互相干方法的微弱信号检测手段，其核心是相敏检测技术(Phase-Sensitive Detection)，利用与待测信号有相同频率和固定相位关系的参考信号作为基准，提取出与参考信号有关的信号分量，过滤掉参考频率以外的噪声分量。

　　对微弱信号的最基本处理是放大，传统的放大处理在放大信号的同时，也放大了噪声，而且在不进行带宽限制或滤波处理的情况下，任何放大操作都将使得信号信噪比下降。因此，必须采用滤波手段提纯信号，提高信噪比，以实现对微弱信号的准确测量。但要实现中心频率可调而且稳定、高 Q 值的带通滤波器，往往十分困难。

　　相敏检测器(PSD)可以取代高 Q 值的带通滤波器，其基本模块包含一个将输入信号与参考信号相乘的乘法模块和一个对相乘结果进行低通滤波的滤波器模块。有时 PSD 也特指乘法模块，不包含滤波器模块。

　　特点：

　　性能稳定可靠

　　测量精度高，易操作

　　快速售后相应

　　DC至800MHz多种带宽可选

　　配PC端图形化软件

　　5.6英寸彩色显示屏

　　满量程灵敏度1nV至1V

　　频谱分析仪、示波器

　　多至8个解调器

　　孪生双通道锁相放大器

　　PID控制器、AM解调

　　多谐波同时测量

经典型单通道锁相放大器--0E系列

　　● 102kHz，120kHz，10MHZ，60MHz，300MHz及800MHz各带宽可选

　　● 电压噪声低至3nV/VHz(@999Hz)，电流噪声低至13 fA/VHz(@999Hz)

　　● 高精度24Bits ADC

　　● 数字滤波器时间常数从1ns至3ks

　　● 动态储备>110dB

　　● 多个任意频率解调器

　　● 高信噪比正弦波发生器，SFDR>75dBc(@999Hz)

　　● 带频谱分析仪/示波器/PID等功能

　　● LAN/USB/RS232/GPIB数据传输

　　OE系列锁相放大器均为数字锁相放大器，对比传统模拟锁相放大器拥有更高测量精度，更高稳定性，更为灵活的相位控制等优势。除OE1201外全系列均配有5.6寸大屏幕显示，可显示数值，波形图，FFT图，极坐标等图形界面。其中OE1022可以完美兼容SR830/SR850(包括远程控制指令)。标配PC端图形化软件，可提供LabVIEWV等开发语言的库函数用于二次开发。

　　孪生双通道锁相放大器

　　● 102kHz.1MHz及300MHz各带宽可选

　　● 极佳同步性，两路24位ADC同时采样

　　● 多路谐波检测，最多同时测8路

　　● 动态储备>120dB

　　● USB2.0/RS232/LAN/GPIB数据传输

　　孪生双通道是一款集成两个独立通道的锁相放大器，是极致性价比的选择，外形与标准型锁相放大器相同，一台顶两台单通道锁相放大器!两路模拟通道完美对称，两个高精度ADC同步采样，保证了信号的一致性，使您在天然电磁场、光谱测量、红外分光光度计等要求锁相放大器高同步性的场景中应对自如。

　　模块化锁相放大器

　　● DC至100kHz/500kHz测量范围

　　● 8个任意频率解调器

　　● 噪声低至5nV/VHz

　　● 频谱分析仪/示波器等功能

　　● 动态储备高至130dB

　　OE131和OE1351是带宽分别为100KHz和500KHz的单通道锁相放大器模块。作为一款模块化的锁相放大器，它仍然具有丰富的功能,另外实现1路基波及7路谐波解调通道的测量。且7路谐波还可以设置为任意频率模式OE1311和OE1315是专为需要系统集成的客户而研发的两款利器，其优异的测量精度和小尺寸让客户的系统集成及测量更加得心应手。

　　多通道锁相放大器

　　● DC至100kHz或500kHz可选

　　● 通道数3至10通道可选

　　● 1nV-5V电压测量范围

　　● 嗓声低至5nV/VHz

　　● 动态储备高至130dB

　　● 每个锁相单元可实现8个任意频率解调器

　　高稳定性、高分辨率光学斩波器

　　● 频率稳定度及精度均高达0.5%

　　● 宽频率范围可调的斩波频率(1Hz到10kHz)

　　● 进口电机，PID技术精准控制

　　● 标准TTL/COMS输入输出电平

　　● 精密机械加工，适用于50mm孔距的光学平台

　　● 槽数可更换的外露式叶片

　　● 2.4英寸液晶显示屏

　　● PC端控制软件

　　OE5001微弱信号检测教学实验箱

　　● 国家级示范中心从事微弱信号检测研究及教学仪器十多年

　　● 配套详尽教学视频及讲义，涵盖微弱信号检测的应用背景、检测原理、操作指导

　　● 丰富的实验内容，如微伏级信号谐波测量实验、四线法微小阻抗测量实验、变容二极管结电容测量实验、电阻热噪声实验

　　● 配合OE1022锁相放大器，还可进行人体肢体电阻测量、声速测量以及自主设计的各种实验

　　● 获2016年全国高等学校物理实验教学自制仪器一等奖

　　● 获高等学校国家级实验教学示范中心十年建设成果展示交流会一等奖

　　● 可有效培养物理、化学、生物等背景的学生掌握现代化微弱信号检测技术

　　超低噪声增益可调前置放大器

　　● 适用于各种微弱电压/电流信号的提取或放大

　　● 高精度、低失真，输入噪声低至2.5nV/130 fA/VHZ

　　● FET/BJT可选前端，单端/差分输入

　　● 电压放大器增益10/20/50/100可切换

　　● 电流放大器增益10V/A~10MV/A多个挡位可切换

　　● 电压放大器带宽300kHz，电流放大器带宽高达50MHZ

　　● 共模抑制比高达120dB

　　正弦波输出模块对比测试

　　OE1022包含一个低失真、高信噪比正弦信号输出，在小幅值输出的情况下，仍然可以保持一个漂亮的波形。该SINE-OUT输出范围由1mVrms到5VMs连续可调。

　　下图是使用Tektronix的DPO4104B示波器对OE1022锁放、SR830锁放以及Agilent 33250A函数发生器的输出波形做一个测量对比。

　　正弦波有效值4mVrms，频率100kHz的波形对比

　　弱电流测量对比测试

　　经测试发现，中大科仪的锁相放大器OE1022在测量电流时的底噪低至200fA@997Hz，电流测试性能优于国际同行斯坦福仪器的SR830.部分对比测试结果如下:

　　相同配置下测量10pA电流(997Hz)，测量1000个点

　　测量997Hz下锁放自身电流噪声，1000个点