Аналоговые усилители SR510, SR530, до 100 кГц

SR510 и SR530 компании Stanford Research Systems представляют собой аналоговые синхронные усилители, которые могут измерять слабые сигналы переменного тока вплоть до нановольт, в присутствии значительно высоких уровней шума. Как однофазный SR510, так и двухфазный SR530 имеют малошумящие входы напряжения и тока, высокий динамический резерв, два диапазона постоянных времени и внутренний генератор. Кроме того, оба усилителя оснащены различными функциями, которые упрощают их использование.

Особенности:

- Диапазон частот: 0.5 Гц - 100 кГц;

- Входы напряжения и тока;

- Динамический резерв: до 80 дБ;

- Следящий полосовой и сетевые фильтры;

- Внутренний генератор опорного сигнала;

- Четыре АЦП входа, два выхода ЦАП;

- GPIB интерфейс;

- RS-232 интерфейс.

Смешение частот синусоидального сигнала

В основе SR510 / SR530 лежит прецизионный аналоговый умножитель частоты синусоидального сигнала. Синхронные усилители используют множитель (демодулятор), чтобы преобразовать входной сигнал (на опорной частоте) в сигнал постоянного тока, когда он может быть отфильтрован и усилен. Многие синхронные усилители используют умножители прямоугольных сигналов, которые вводят ложные гармонические отклики. SR510 / SR530 использует истинные синусоидальные множители, которые по своей природе свободны от нежелательных гармоник.

Вход сигнала

SR510 / SR530 имеют дифференциальные входы с входным шумом 7 нВ / √ Гц и входным импедансом 100 МОм. Вход может быть сконфигурирован как вход напряжения или входа тока с коэффициентом усиления 10⁶ В / А и входным сопротивлением 1 кОм для виртуального заземления. Чувствительность приборов лежит в диапазоне от 500 мВ до 100 нВ.

Можно выбрать три входных предварительных фильтра. Первый – это сетевой notch filter, обеспечивающий блокировку до 50 дБ на частоте сети. Второй фильтр также обеспечивает блокировку до 50 дБ на второй гармонике частоты сети. Третий фильтр представляет собой полосовой фильтр, который автоматически отслеживает опорную частоту. Эти три фильтра могут устранить большую часть шума в сигнале до его усиления.

Опорный сигнал

Опорный вход может быть настроен на синхронизацию с синусоидальными волнами или с краем импульсного опорного сигнала. Диапазон частот опорного сигнала составляет от 0.5 Гц до 100 кГц, и обнаружение допускается как на основной частоте, так и на второй гармонике. Удобный встроенный частотомер постоянно измеряет и отображает опорную частоту с 4-значным разрешением. Опорный сигнал может быть сдвинута по фазе с разрешением 0.025 ° с помощью интерфейса передней панели или сдвинута с шагом 90 ° для легкого измерения квадратурных сигналов. SR530 имеет автоматическую функцию настройки фазы, которая позволяет быстро определить фазу сигнала относительно опорного одним нажатием кнопки.

Постоянные времени

После фоточувствительного детектора сигнал проходит двухступенчатую фильтрацию. Постоянные времени могут достигать 100 секунд для максимального подавления шума или быть короче 1 мс (20 мкс с модификацией) для работы в режиме реального времени с замкнутым контуром системы привода подачи. Крутизна спада кривой состаляет 6 или 12 дБ/октаву.

Динамический резерв

Динамический резерв синхронного усилителя при заданном максимальном входном напряжении представляет собой отношение (в дБ) наибольшего сигнала помех к максимальному входному напряжению. Максимальный сигнал помех определяется как амплитуда максимального сигнала на любой частоте, которая может быть подана на вход до того, как синхронный усилитель не сможет измерить сигнал с заданной точностью.

SR510 и SR530 имеют динамический резерв от 20 дБ до 60 дБ в зависимости от шкалы чувствительности. Выбор полосового фильтра добавляет дополнительные 20 дБ динамического резерва, что увеличивает максимальный динамический резерв для этих усилителей до 80 дБ.

Смещение и расширение сигнала

Функции смещения и расширения SR510 / SR530 облегчают просмотр небольших изменений в большом сигнале. Смещение выхода от 0% до 100% полной шкалы могут быть заданы вручную или с помощью автоматической функции смещения, которая автоматически выбирает смещение, равное значению сигнала. Как только сигнал смещен, его можно подвергнуть 10-кратному увеличению, что обеспечит увеличенное разрешение при просмотре небольших изменений от номинального значения.

Аналоговые и цифровые дисплеи

Прецизионные аналоговые приборы и цифровые дисплеи, отображающие до 4 знаков, являются стандартными для обеих представленных моделей синхронных усилителей. На SR510 вы можете выбрать отображение амплитуды сигнала, смещения сигнала или измеренного шума. На SR530 первая пара дисплеев отображает компоненты сигнала в прямоугольных координатах (X и Y), полярных координатах (R и Θ), смещение, шум или значение выходов ЦАП на задней панели. Другой цифровой дисплей на обоих усилителях может быть настроен так, чтобы показывать либо опорную фазу, либо опорную частоту.

Измерение шума

Функция измерения шума SR510 / SR530 позволяет вам непосредственно измерить шум в вашем сигнале на опорной частоте. Шум определяется как среднеквадратичное отклонение сигнала от его среднего значения. SR510 / SR530 будет сообщать значение шума в двух диапазонах частот 1 Гц и 10 Гц вокруг опорной частоты.

Внутренний генератор

Внутренний управляемый напряжением генератор обеспечивает выходной синусоидальный сигнал с регулируемой амплитудой и синхронный опорный выходной сигнал с фиксированной амплитудой. Амплитуда синусоидальной волны может быть установлена равной 0.01, 0.1 или 1 Вrms. Частота генератора регулируется входным напряжением на задней панели и может быть изменена в диапазоне от 1 Гц до 100 кГц. Как правило, выход синусоидальной волны используется для возбуждения некоторого аспекта эксперимента, в то время как опорный выход обеспечивает опорную частоту.

АЦП и ЦАП

На задней панели устройств имеется четыре АЦП и два ЦАП, которые обеспечивают гибкость в сопряжении SR510 / SR530 с внешними сигналами. Эти порты ввода / вывода измеряют и подают аналоговые напряжения в диапазоне ± 10.24 В постоянного тока и разрешением 2.5 мВ. АЦП оцифровывают сигналы со скоростью 1 кГц. Выход ЦАП идеально подходит для управления частотой внутреннего генератора, управляемого напряжением SR510 / 530. Встроенная функция соотношения позволяет SR510 / SR530 рассчитать отношение его выхода к сигналу на одном из портов АЦП.

Доступные предусилители

Хотя SR510 и SR530 полностью автономны и не требуют предварительного усиления, иногда внешний предусилитель может быть полезным. Внешние предусилители обеспечивают усиление там, где это наиболее важно - прямо около детектора, до того, как отношение сигнал / шум начнёт ухудшаться из-за шумов в кабеле. Предусилители SR550, SR552 и SR554 идеально подходят для использования с синхронными усилителями SR510 / SR530. Эти предусилители особенно полезны при измерении сигналов крайне низкого уровня.

Интерфейс

Интерфейс RS-232 является стандартным как для SR510, так и для SR530. Также доступен интерфейс GPIB (опция). Все функции приборов можно контролировать через данные интерфейсы.

Технические характеристики усилителей SR510 и SR530 Stanford Research Systems:

Примечание: * только для SR530