MFLI 低噪聲鎖相放大器_北京燕京電子有限公司

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MFLI 低噪聲鎖相放大器

MFLI 低噪聲鎖相放大器

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MFLI 低噪聲鎖相放大器


     

 

產品簡介


瑞士蘇黎世儀器 (Zurich Instruments) 的 MFLI 是一款數字鎖相放大器,為中頻和低頻範圍的測量設定了新標杆。MFLI 提供兩種版本,適用於“直流至 500 kHz”和“直流至 5 MHz”的頻率範圍(並可在有需要時從500kHz升級到5MHz)。憑借精心開發的模擬和數字前端,結合FPGA,使得儀器具有高速數字信號處理功能。MFLI 將優越的性能與出色的LabOne 軟件包融合到了一起。嵌入式數據和網絡服務器可直接連接至任何能夠運行網絡瀏覽器的設備。

 

功能圖解


規格參數


 

解調器

頻率範圍

到 500 kHz

解調器數目

個雙相 (XYRΘ)個雙相,要求 MF-MD 選件

解調器輸入

信號輸入 (V/I),輔助輸入,輔助輸出,觸發輸入

濾波器時間常數

336 毫微秒 - 83 

濾波器帶寬 (-3 dB)

276 µHz - 206 kHz(四階濾波器)

諧波

1 - 1023

濾波器斜率

612182430364248 dB/oct

其他過濾

Sinc 濾波器

相位分辨率

10 µdeg

頻率分辨率

1 µHz

輔助輸出的輸出取樣率

612 kSa/秒(對於每個輔助輸出),18 位, ±10 V

1 GbE 以上的最大傳輸速率

200 kSa/秒(所有解調器),48 位全範圍

在本地 USB 驅動器上的最大存儲速率

50 kSa/秒(所有解調器),48 位全範圍

數據傳輸的觸發模式

持續,邊緣,選通

 

參考模式

外部參考頻率範圍

1 Hz 到 500 kHz

外部參考輸入

輔助輸入,觸發輸入,輔助輸出,電流信號輸入,電壓信號輸入

外部參考的鎖定時間

通常少於最大值(100 圈,1.2 毫秒)

外部參考數目

1要求 MF-MD 選件

內部參考頻率範圍

直流到 500 kHz;直流到 5 MHz

電壓信號輸入

連接器

前麵板上的 2 個同軸電纜接插頭,單端和差分

屏蔽連接

浮充或接地

最大浮充電壓與接地

±1V

輸入阻抗

50 Ω 和 10 MΩ;範圍 >=300 mV 內 27 pF;範圍 <= 100 mV 內 35 pF

輸入頻率範圍

直流到 500 kHz

輸入模擬/數字轉換

16 位,0-50 MSa/

輸入噪聲振幅

3.3 mV 輸入範圍內,1 kHz 以上 2.5 nV/√Hz,輸入短路電容;10 Hz 時 7 nV/√Hz1 Hz 時 40 nV/√Hz

輸入噪聲轉角頻率

範圍 <= 10 mV 內通常為 100 Hz

輸入偏置電流

通常為 ±10 pA,最大 ±200 pA

輸入全範圍敏感性(10 V 鎖定放大器輸出)

1 nV 至 3 V

輸入交流範圍

±1 mV, ±3 mV, ±10 mV, ±30 mV, ±100 mV, ±300 mV, ±1 V, ±3 V

交流耦合截止頻率

1.6 Hz

交流耦合的最大直流偏移

±10 V

輸入直流範圍

±1 mV, ±3 mV, ±10 mV, ±30 mV, ±100 mV, ±300 mV, ±1 V, ±3 V

輸入增益不準確度

< 1% (< 2 MHz);對於受模擬輸入濾波器限製的更高頻率

模擬輸入濾波器(反走樣)

5 MHz 時 1 dB 抑製,12 MHz 時 3 dB 抑製;三階衰減

輸入振幅穩定性

0.1%/°C

輸入偏移振幅

最大值(0.5 mV1% 的範圍)

動態儲備

最高 120 dB

諧波失真

頻率 <= 100 kHz 內 80 dBc;頻率 <= 5 MHz 內 65 dBc;載波振幅 1 dBFS

相幹拾音器

待定

 

電流信號輸入

連接器

前麵板同軸電纜接插頭,浮充/接地

屏蔽連接

浮充或接地

最大浮充電壓與接地

±1 V

輸入阻抗

參見表 5.9

輸入頻率範圍

直流到 500 kHz;直流到 5 MHz,需要 MF-F5M 選件

輸入模擬/數字轉換

16 位,60 MSa/

輸入噪聲振幅

10 nA 輸入範圍內,100 Hz 以上時 20 fA/√Hz1 µA 輸入範圍內,10 kHz 以上時 200 fA/√Hz100 µA 輸入範圍內,1 MHz 以上時 3.5 pA/√Hz10 mA 輸入範圍內,1 MHz 以上時 300 pA/√Hz

輸入泄漏電流

±10 pA

輸入全範圍敏感性(10 V 鎖定放大器輸出)

10 fA 至 10 mA

輸入增益不準確度

< 1%(對於在輸入帶寬 10% 以下的頻率)

輸入偏移振幅

1% 的範圍

動態儲備

最高 120 dB

相幹拾音器

待定

電流信號輸入:輸入範圍,跨阻抗增益,帶寬,輸入阻抗

電流輸入範圍

跨阻抗增益

帶寬 (-3 dB)

直流輸入阻抗

10 mA

100 V/A

5 MHz

50 Ω

100 µA

10 kV/A

5 MHz

50 Ω

1 µA

1 MV/A

150 kHz

500 Ω

10 nA

100 M/A

2 kHz

10 kΩ

差分信號輸出

連接器

前麵板上的 2 個同軸電纜接插頭,單端和差分

輸出阻抗

50 Ω

輸出頻率範圍

直流到 500 kHz

輸出頻率分辨率

1 µHz

輸出相位範圍

±180°

輸出相位分辨率

10 µdeg

差分輸出

正弦波移動 180°

輸出數字/模擬轉換

16 位,0-60 MSa/

輸出振幅範圍

±10 mV±100 mV±1 V±10 V (高阻抗單端)

輸出功率

24 dBm (±10 V250 mW),每個同軸電纜接插頭

輸出增益不準確度

所有輸出範圍內,100 kHz 時小於 1%

最大輸出驅動電流

100 mA

輸出偏移振幅

±1 mV 或 1% 的範圍(以最大者為準)

諧波失真

頻率 < 100 kHz 內 85 dBc,頻率 < 500Hz 內 60 dBc;輸出範圍 <= 1 V;頻率 < 100 kHz 內 80 dBc,頻率 < 5 00KHz 內 50 dBc;輸出範圍 10V;載波振幅 1 dBFS

模擬加法器

輔助輸入 1 可以被添加到信號輸出中,+/- 10 V,直流 10 MHz

輔助輸入

連接器

前麵板上 2 個同軸電纜接插頭

模擬/數字轉換器

16 位,15 MSa/

模擬/數字模擬帶寬

5 MHz

輸入阻抗

1 MΩ

振幅

±10 V

分辨率

0.335 mV

輔助輸出

連接器

前麵板上的 4 個同軸電纜接插頭

數字/模擬轉換器

18 位,612 kSa/

數字/模擬模擬帶寬

200 kHz

輸出阻抗

50 Ω

振幅

±10 V

分辨率

< 85 µV

驅動電流

20 mA

觸發輸入

連接器

後麵板上的 2 個同軸電纜接插頭

觸發輸入阻抗

1 kΩ

頻率範圍外部參考

1 Hz 到 500 kHz1 Hz 到 5 MHz,要求 MF-F5M 選件

觸發振幅範圍

±5 V

最小脈寬

35 毫微秒

觸發電平

5 V3.66 mV 分辨率

觸發滯回

< 20 mV

觸發輸出

連接器

後麵板上的 2 個同軸電纜接插頭

觸發輸出阻抗

50 Ω

頻率範圍外部參考

1 µHz 到 500 kHz1 µHz 到 5 MHz,要求 MF-F5M 選件

觸發振幅

5 V

內部頻率參考

類型

TCXO

初始精確度

< ±1.5 ppm

長期精確度/老化

第一年 < ±1 ppm

短期穩定性(0.1 秒)

< 2·10-10

溫度係數

0.05 ppm/°C (@23°C)

相位噪聲(1 kHz 時)

-140 dBc/Hz

相位噪聲(10 kHz 時)

-150 dBc/Hz

連接性和其他

主連接

LAN1 GbEUSB 2.0480 Mbit/

USB 主機

背麵板上 2 個連接器,用於大容量存儲或 WLAN 模塊

DIO,數字輸入/輸出

4 x 8 位,通用數字輸入/輸出端口,3.3 V TTL VHDCI 68 針母連接器

內置存儲器

4.7 GB 測量數據內存, 250 MB 設置文件存檔, 250 MB 日誌文件存檔

拓展功能:

MF5M 頻率拓展功能選件: 頻率範圍從DC-500KHz  拓展到DC-5MHz;

MF-MD 多頻解調功能選件:額外增加3個振蕩器,3個解調器器,可同時解調 4個任意頻率信號;

MF-PID四通道PID / PLL控製器:4個具有PLL功能的獨立PID控製器;

MF-DIG數字化器功能選件:具有16位,60 MSa / s,FFT的雙跡示波器;

MF-MOD AM / FM調製功能選件:可以進行 AM / FM調製信號輸出;

MF-IA 阻抗測試功能選件:阻抗測試範圍1mΩ至1TΩ,0.05%的精度;

 

應用領域


材料科學:載流子遷移率,載流子密度,霍爾效應

傳輸測量:電導測量,2和4端電阻器

吸收光譜

傳感和驅動(MEMS):陀螺儀,諧振器,加速度計

量子測試輸運:量子點,量子位

磁感應:SQUID,NV中心,原子磁力計,VSM

掃描顯微鏡:AFM,STM

噪聲表征:噪聲密度,互相關測量

 

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瑞士蘇黎世儀器 (Zurich Instruments) 的 MFLI 是一款數字鎖相放大器,為中頻和低頻範圍的測量設定了新標杆。MFLI 提供兩種版本,適用於“直流至 500 kHz”和“直流至 5 MHz”的頻率範圍(並可在有需要時從500kHz升級到5MHz)。憑借精心開發的模擬和數字前端,結合FPGA,使得儀器具有高速數字信號處理功能。MFLI 將優越的性能與出色的LabOne 軟件包融合到了一起。嵌入式數據和網絡服務器可直接連接至任何能夠運行網絡瀏覽器的設備。

解調器

頻率範圍

到 500 kHz

解調器數目

個雙相 (XYRΘ)個雙相,要求 MF-MD 選件

解調器輸入

信號輸入 (V/I),輔助輸入,輔助輸出,觸發輸入

濾波器時間常數

336 毫微秒 - 83 

濾波器帶寬 (-3 dB)

276 µHz - 206 kHz(四階濾波器)

諧波

1 - 1023

濾波器斜率

612182430364248 dB/oct

其他過濾

Sinc 濾波器

相位分辨率

10 µdeg

頻率分辨率

1 µHz

輔助輸出的輸出取樣率

612 kSa/秒(對於每個輔助輸出),18 位, ±10 V

1 GbE 以上的最大傳輸速率

200 kSa/秒(所有解調器),48 位全範圍

在本地 USB 驅動器上的最大存儲速率

50 kSa/秒(所有解調器),48 位全範圍

數據傳輸的觸發模式

持續,邊緣,選通

 

參考模式

外部參考頻率範圍

1 Hz 到 500 kHz

外部參考輸入

輔助輸入,觸發輸入,輔助輸出,電流信號輸入,電壓信號輸入

外部參考的鎖定時間

通常少於最大值(100 圈,1.2 毫秒)

外部參考數目

1要求 MF-MD 選件

內部參考頻率範圍

直流到 500 kHz;直流到 5 MHz

電壓信號輸入

連接器

前麵板上的 2 個同軸電纜接插頭,單端和差分

屏蔽連接

浮充或接地

最大浮充電壓與接地

±1V

輸入阻抗

50 Ω 和 10 MΩ;範圍 >=300 mV 內 27 pF;範圍 <= 100 mV 內 35 pF

輸入頻率範圍

直流到 500 kHz

輸入模擬/數字轉換

16 位,0-50 MSa/

輸入噪聲振幅

3.3 mV 輸入範圍內,1 kHz 以上 2.5 nV/√Hz,輸入短路電容;10 Hz 時 7 nV/√Hz1 Hz 時 40 nV/√Hz

輸入噪聲轉角頻率

範圍 <= 10 mV 內通常為 100 Hz

輸入偏置電流

通常為 ±10 pA,最大 ±200 pA

輸入全範圍敏感性(10 V 鎖定放大器輸出)

1 nV 至 3 V

輸入交流範圍

±1 mV, ±3 mV, ±10 mV, ±30 mV, ±100 mV, ±300 mV, ±1 V, ±3 V

交流耦合截止頻率

1.6 Hz

交流耦合的最大直流偏移

±10 V

輸入直流範圍

±1 mV, ±3 mV, ±10 mV, ±30 mV, ±100 mV, ±300 mV, ±1 V, ±3 V

輸入增益不準確度

< 1% (< 2 MHz);對於受模擬輸入濾波器限製的更高頻率

模擬輸入濾波器(反走樣)

5 MHz 時 1 dB 抑製,12 MHz 時 3 dB 抑製;三階衰減

輸入振幅穩定性

0.1%/°C

輸入偏移振幅

最大值(0.5 mV1% 的範圍)

動態儲備

最高 120 dB

諧波失真

頻率 <= 100 kHz 內 80 dBc;頻率 <= 5 MHz 內 65 dBc;載波振幅 1 dBFS

相幹拾音器

待定

 

電流信號輸入

連接器

前麵板同軸電纜接插頭,浮充/接地

屏蔽連接

浮充或接地

最大浮充電壓與接地

±1 V

輸入阻抗

參見表 5.9

輸入頻率範圍

直流到 500 kHz;直流到 5 MHz,需要 MF-F5M 選件

輸入模擬/數字轉換

16 位,60 MSa/

輸入噪聲振幅

10 nA 輸入範圍內,100 Hz 以上時 20 fA/√Hz1 µA 輸入範圍內,10 kHz 以上時 200 fA/√Hz100 µA 輸入範圍內,1 MHz 以上時 3.5 pA/√Hz10 mA 輸入範圍內,1 MHz 以上時 300 pA/√Hz

輸入泄漏電流

±10 pA

輸入全範圍敏感性(10 V 鎖定放大器輸出)

10 fA 至 10 mA

輸入增益不準確度

< 1%(對於在輸入帶寬 10% 以下的頻率)

輸入偏移振幅

1% 的範圍

動態儲備

最高 120 dB

相幹拾音器

待定

電流信號輸入:輸入範圍,跨阻抗增益,帶寬,輸入阻抗

電流輸入範圍

跨阻抗增益

帶寬 (-3 dB)

直流輸入阻抗

10 mA

100 V/A

5 MHz

50 Ω

100 µA

10 kV/A

5 MHz

50 Ω

1 µA

1 MV/A

150 kHz

500 Ω

10 nA

100 M/A

2 kHz

10 kΩ

差分信號輸出

連接器

前麵板上的 2 個同軸電纜接插頭,單端和差分

輸出阻抗

50 Ω

輸出頻率範圍

直流到 500 kHz

輸出頻率分辨率

1 µHz

輸出相位範圍

±180°

輸出相位分辨率

10 µdeg

差分輸出

正弦波移動 180°

輸出數字/模擬轉換

16 位,0-60 MSa/

輸出振幅範圍

±10 mV±100 mV±1 V±10 V (高阻抗單端)

輸出功率

24 dBm (±10 V250 mW),每個同軸電纜接插頭

輸出增益不準確度

所有輸出範圍內,100 kHz 時小於 1%

最大輸出驅動電流

100 mA

輸出偏移振幅

±1 mV 或 1% 的範圍(以最大者為準)

諧波失真

頻率 < 100 kHz 內 85 dBc,頻率 < 500Hz 內 60 dBc;輸出範圍 <= 1 V;頻率 < 100 kHz 內 80 dBc,頻率 < 5 00KHz 內 50 dBc;輸出範圍 10V;載波振幅 1 dBFS

模擬加法器

輔助輸入 1 可以被添加到信號輸出中,+/- 10 V,直流 10 MHz

輔助輸入

連接器

前麵板上 2 個同軸電纜接插頭

模擬/數字轉換器

16 位,15 MSa/

模擬/數字模擬帶寬

5 MHz

輸入阻抗

1 MΩ

振幅

±10 V

分辨率

0.335 mV

輔助輸出

連接器

前麵板上的 4 個同軸電纜接插頭

數字/模擬轉換器

18 位,612 kSa/

數字/模擬模擬帶寬

200 kHz

輸出阻抗

50 Ω

振幅

±10 V

分辨率

< 85 µV

驅動電流

20 mA

觸發輸入

連接器

後麵板上的 2 個同軸電纜接插頭

觸發輸入阻抗

1 kΩ

頻率範圍外部參考

1 Hz 到 500 kHz1 Hz 到 5 MHz,要求 MF-F5M 選件

觸發振幅範圍

±5 V

最小脈寬

35 毫微秒

觸發電平

5 V3.66 mV 分辨率

觸發滯回

< 20 mV

觸發輸出

連接器

後麵板上的 2 個同軸電纜接插頭

觸發輸出阻抗

50 Ω

頻率範圍外部參考

1 µHz 到 500 kHz1 µHz 到 5 MHz,要求 MF-F5M 選件

觸發振幅

5 V

內部頻率參考

類型

TCXO

初始精確度

< ±1.5 ppm

長期精確度/老化

第一年 < ±1 ppm

短期穩定性(0.1 秒)

< 2·10-10

溫度係數

0.05 ppm/°C (@23°C)

相位噪聲(1 kHz 時)

-140 dBc/Hz

相位噪聲(10 kHz 時)

-150 dBc/Hz

連接性和其他

主連接

LAN1 GbEUSB 2.0480 Mbit/

USB 主機

背麵板上 2 個連接器,用於大容量存儲或 WLAN 模塊

DIO,數字輸入/輸出

4 x 8 位,通用數字輸入/輸出端口,3.3 V TTL VHDCI 68 針母連接器

內置存儲器

4.7 GB 測量數據內存, 250 MB 設置文件存檔, 250 MB 日誌文件存檔

LabOne 應用程序接口要求

操作係統

Windows 8.x 64 位、Windows 7 64 
32 位和 64 位 LinuxUbuntu 14.04 LTS (i386AMD64)64 位係統要求 IA32 擴展
Mac OS X

中央處理器

AMD K8Athlon 64Sempron 64Turion 64 等)、AMD PhenomIntel Pentium 4XeonCeleronCeleron DPentium MCeleron MCoreCore 2Core i5Core i7Atom

隨機訪問內存

4GB+

網絡連接

1 GbE100 MbEUSB 2.0

支持語言

LabVIEW 200932 位、64 位)和更新版本;Python 2.6x2.7x32 位、64 位);Matlab 2009 和更新版本; C/C++

拓展功能:

MF5M 頻率拓展功能選件: 頻率範圍從DC-500KHz  拓展到DC-5MHz;

MF-MD 多頻解調功能選件:額外增加3個振蕩器,3個解調器器,可同時解調 4個任意頻率信號;

MF-PID四通道PID / PLL控製器:4個具有PLL功能的獨立PID控製器;

MF-DIG數字化器功能選件:具有16位,60 MSa / s,FFT的雙跡示波器;

MF-MOD AM / FM調製功能選件:可以進行 AM / FM調製信號輸出;

MF-IA 阻抗測試功能選件:阻抗測試範圍1mΩ至1TΩ,0.05%的精度;

材料科學:載流子遷移率,載流子密度,霍爾效應

傳輸測量:電導測量,2和4端電阻器

吸收光譜

傳感和驅動(MEMS):陀螺儀,諧振器,加速度計

量子測試輸運:量子點,量子位

磁感應:SQUID,NV中心,原子磁力計,VSM

掃描顯微鏡:AFM,STM

噪聲表征:噪聲密度,互相關測量

 

 

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