產品手冊
UFHLI 產品手冊
產品介紹
瑞士蘇黎世儀器 (Zurich Instruments) 的 UHFLI 是一款數字鎖相放大器，可測量的頻率范圍從直流DC到 600 MHz 。除了提供所有商用鎖相放大器中的操作頻率之外，UHFLI 還提供 30 ns 的最短解調時間常數，解調帶寬超過 5 MHz。UHFLI 與創新精神的儀器操作軟件 LabOne 相結合，是所有瑞士蘇黎世儀器 (Zurich Instruments) 產品中的旗艦產品，并代表了當今科學儀器的水準。
應用領域
· 工程研發：振蕩器測試、FFT 頻譜分析儀、頻率響應分析儀 (FRA)、矢量網絡分析儀 (VNA)
· 工業生產：芯片測試、失效分析、RFID 傳輸解調器、激光電壓探測器 (LVP)、無損測試 (NDT)
· 激光光譜學、共聚焦顯微鏡：泵浦實驗、超高速掃描、時域太赫茲光譜
· 醫療科技：流式細胞儀、阻抗譜
· 量子與納米物理學：MRFM 磁共振力顯微鏡、單晶管、量子計算、噪聲測量、石墨烯、射頻反射測定法
· 掃描探針顯微鏡：高速原子力顯微鏡、近場掃描光學顯微鏡 (SNOM)
· 傳感器與執行器：MEMS 微機械結構、NEMS 納米電磁系統（例如陀螺儀、加速計等）
· 核磁共振 (NMR)
多設備同步
通過多設備同步，我們可以像控制一臺多通道設備一樣控制多臺 UHFLI:
· 用一套LabOne UI或者LabOne API控制所有儀器.
· 可鎖相同步所有儀器時鐘與振蕩器，達到相位穩定
· 同步時間戳與采樣率，自動對齊測量數據
通過多設備同步，可以組件一套可達 600 MHz 完整的信號生成和采集系統，并包含鎖相放大器、Boxcar平均器、數字轉換器和任意波形發生器功能。
功能圖解
2個信號輸入和 2個信號輸出，在一臺儀器上提供了 2個鎖相放大器。每個鎖相放大器裝置均有 4個雙相位解調器，可同時提供 X、Y、R 和 Θ。
高精度信號輸入
UHFLI 的 2 個信號以單端模式輸入，擁有了的噪聲控制水平。可選高阻抗和 50 Ω 阻抗匹配，這樣既適用于低頻應用，也適用于高頻應用。UHFLI具有2個輸入和2個雙向端口，用于外部參考模式和精密外部事件觸發。
信號發生器
UHFLI 產生 2 個低失真的正弦曲線輸出，適用于驅動測試器件或大多數調制裝置。通過 UHF-MF 多頻選件可提供 6 個額外振蕩器，能夠生成 8 個正弦曲線的線性組合。前面板其他端口提供解調幅值、相位或者正交信號、方波參考信號，或者外部觸發信號。
解調器和濾波器
UHFLI 有 8 個雙相解調器可用于每通道輸入信號的 4 個諧波頻率同時進行測量。每個解調器都可以單獨設置濾波器，解調后的幅值和相位數據可以實時的流盤到計算機中。
- 觸發
- 參考信號和觸發模式性能優異：600 MHz帶寬的參考信號的輸入和輸出，觸發輸入和輸出響應時間低至 100 ns。UHFLI 是集硬件和軟件觸發功能于一身的鎖相放大器。硬件觸發確保了對實際狀況的快速響應，而軟件觸發器則提供了定義復雜觸發標準的基本框架。觸發用來在確定的時間點輸出解調采樣，或用來實現 UHFLI 在幾個功能域之間的同步。
- 算術單元
- 算術單元可以對大量的測量數據進行快速計算。該算術單元能夠對輔助輸出的數據進行加-減-乘-除運算。可應用于平衡檢測、參考標準化，或者雙頻諧振跟蹤。
規格
| 鎖相操作模式 | |
| 內部參考模式 | 單相和雙相鎖相 |
| 外部參考模式 | 單相和雙相鎖相 |
| 自動參考模式 | 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） |
| 多諧波頻率模式 | 單基波頻率和 7 個諧波頻率（同時），需要 UHF-MF 多頻選件 |
| 任意頻率模式 | 8 個頻率，需要 UHF-MF 多頻選件 |
| UHF 信號輸入 | |
| 頻率范圍 | 直流 DC - 600 MHz |
| 輸入阻抗 | 50 Ω 或 1 MΩ || 18 pF |
| 輸入電壓噪聲 | 4 nV/√Hz (大于 100 kHz 時) |
| 動態儲備 | 100 dB |
| 輸入范圍 (AC+DC) | 3±3.5 V |
| 滿量程輸入靈敏度 | 1.5 V 量程下為1 nV |
| A/D 轉換 | 12 位，1.8 GSa/s |
| UHF 信號輸出 | |
| 頻率范圍 | 直流 DC - 600 MHz |
| 輸出范圍 | ±150 mV, ±1.5 V（高阻抗負載） |
| D/A 轉換 | 14 位，1.8 GSa/s |
| 參考與納秒觸發 | |
| 頻率范圍 | 10 Hz - 600 MHz（外部參考） |
| 連接器 | 2 個雙向，2 個輸出，2 個輸入接口 |
| 參考信號頻率分辨率 | 6 µHz |
| 參考信號相位角分辨率 | 1.0 µ° |
| 解調器 | |
| 頻率范圍 | 1 mHz - 600 MHz |
| 解調器數目 | 8 個雙相解調器 |
| LAN 輸出采樣率 | 2 MSa/s（所有解調器總計），64 位滿范圍 |
| USB 輸出采樣率 | 100 kSa/s（所有解調器總計），64 位滿范圍 |
| 輔助輸出采樣率 | 28 MSa/s（每個輔助輸出），16 位 |
| 濾波器時間常數 | 30 ns - 76 s |
| 濾波器帶寬 | 628 µHz - 5 MHz |
| 濾波器斜率 | 6、12、18、24、30、36、42、48 dB/Oct |
| 示波器 | |
| 顯示通道 | 信號輸入，觸發輸入，輔助輸入，解調器振蕩器相位，解調器X/Y/R/Θ，PID，Boxcar平均器，算術單元；其他信號（若有選件） |
| 顯示模式 | 時域，頻域 (FFT) |
| 顯示通道數 | 1 個；2 通道需要 UHF-DIG 選件 |
| 觸發通道 | 輸入信號，輸出信號，振蕩器相位，DIO |
| 觸發模式 | 升降沿 |
| 采樣率 | 28 kSa/s 到 1.8GSa/s |
| 垂直分辨率 | 12 位 |
| 單次采樣長度 | 64 kSa; 128 MSa, 需要 UHF-DIG 選件 |
| 帶寬限制模式，提高垂直分辨率 | 樣本抽取， 平均 |
| 光標計算 | 位置，區間，波形，峰值，追蹤，直方圖 |
| 頻譜分析儀 | |
| 中心頻率范圍 | 直流DC 到 600 MHz |
| 頻譜模式 | FFT(X+iY), FFT(R), FFT(Θ), FFT(f) and FFT((dΘ/dt)/2π) |
| 統計選項 | 幅值，頻譜密度，功率 |
| 平均模式 | 無平均，指數移動平均值 |
| 每個頻譜的采樣長度 | 8.4 MSa |
| 跨度 | 800 kHz |
| 窗函數 | Rectangular, Hann, Hamming, Blackman Harris |
| 光標計算 | 位置，區間，波形，峰值，追蹤，直方圖 |
| 參數掃描儀 | |
| 掃描參數 | 振蕩器頻率，解調器相移，輔助偏置，信號輸出幅值與偏置，PID設置點，Boxcar延遲和時間；其他參數（若有選件） |
| 參數掃描范圍 | 全范圍，線性和對數 |
| 參數掃描分辨率 | 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)，輔助輸入 |
| 顯示選項 | 單幅圖，雙幅圖（例如波特圖），多跡線 |
| 統計選項 | 幅值，頻譜密度，功率 |
| 預設測量模式 | 參數掃描，噪聲幅值測量，頻率響應分析，3-Omega 掃描 |
| 輔助信號 | |
| 高速輸出 | 4 通道，±10 V，R，Θ，X，Y 或用戶定義 |
| D/A 轉換 | 16 位，28 MSa/s |
| D/A 模擬帶寬 | 7 MHz |
| 高速輸入 | 2 通道，±10 V |
| A/D 轉換 | 16 位，400 kSa/s |
| A/D 模擬帶寬 | 100 kHz |
| 通訊及其他 | |
| 主機連接 | LAN / 以太網，1 Gbit/s USB 2.0 高速，480 Mbit/s |
| 前置放大器控制總線 | 2 ZCtrl（RJ45 連接器）專有外圍接口 |
| 數字 I/O | 32 位，50 MHz，一般用途 |
| 時鐘 | 10 MHz，輸入和輸出，超高穩定性恒溫晶體振蕩器 (OCXO) 0.5 ppm 誤差（使用 UHF-RUB 選件后為 0.00005 ppm） |
| 一般規格 | |
| 尺寸 | 45 x 35 x 10 cm 17.7 x 13.6 x 3.9 英寸，適于 19 英寸機架 |
| 重量 | 6.4 kg |
| 電源 | 100-240 V (±10%), 50/60 Hz |
| 操作溫度 | +5 °C 至 +40 °C |
| 操作環境 | IEC61010, 室內, 安裝等級 II, 污染等級 2 |
| 海拔 | 低于2000米 |
| 信號連接 | 前面板為 BNC，后面板為 SMA |
| 電腦操作系統 | Windows 7、Windows 8、Windows 10、Linux |
