Синхронные усилители SR850, 0.001 Гц до 102.4 кГц

SR850 - это цифровой синхронный усилитель, основанный на цифровой технологии обработки сигналов DSP (Digital Signal Processing). SR850 компании Stanford Research Systems имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с традиционными синхронными усилителями - более высокий динамический резерв, более низкий дрейф, более низкой уровень искажений и значительно более высокое разрешение по фазе. Кроме того, ЭЛТ дисплей и память на 65536 точек позволяют отображать и обрабатывать данные в различных форматах, недоступных обычным синхронным усилителям, представленным на рынке. 

Особенности:

- Рабочий диапазон:1 мГц - 102.4 кГц;

- Динамический резерв: >100 дБ;

- Разрешение фазы: 0.001 градус;

- Постоянные времени: от 10 мкс до 30 кс(до 24 дБ/октаву спад);

- Автоматическая настройка фазы, КУ, смещения, дин. резерва;

- Регистрация данных (до 65 000 точек)

- Сглаживание, аппроксимация и статистика;

- GPIB & RS-232 интерфейс.

Отображение данных на экране синхронного усилителя SR850 в разных форматах

Цифровая точность

На входе SR850 используется высокоточный 18-разрядный аналого-цифровой преобразователь, который оцифровывает входной сигнал на частоте 256 кГц. АЦП вместе с высокоскоростным DSP чипом заменяет аналоговый демодулятор (микшер), фильтры нижних частот и усилители постоянного тока, используемые в стандартных синхронных усилителях. Вместо использования аналоговых компонентов SR850 осуществляет серию точных математических расчетов, которые устраняют дрейф, смещение, нелинейность и эффекты старения, присущие аналоговым компонентам. Один и тот же DSP чип в цифровой форме синтезирует опорный генератор, обеспечивая источник с искажением менее -80 дБн, частотным разрешением 100 мГц и разрешением амплитуды 2 мВ.

Цифровая гибкость

Усилитель SR850 имеет 7-дюймовый ЭЛТ дисплей, который поддерживает большой выбор вариантов отображения. Данные можно просматривать в виде цифр или гистограммы, в виде полярных диаграмм и в виде графика. С 65536 точками памяти и скоростью сбора данных до 512 Гц вы можете точно видеть, как ваши данные изменяются во времени, а не только то, что является текущим выходным значением. После того, как данные были получены, SR850 предлагает множество вариантов обработки данных, таких как сглаживание методом Савицкого-Голея, аппроксимация кривой и статистический анализ. Встроенный 3.5-дюймовый дисковод, а также стандартные интерфейсы RS-232 и GPIB упрощают перенос данных на ваш компьютер.

Входной канал

SR850 имеет дифференциальный вход с входным шумом 6 нВ / √Гц. Входное сопротивление составляет 10 МОм, а минимальная чувствительность входного напряжения составляет 2 нВ. Ввод также может быть сконфигурирован для измерений тока с возможностью выбора коэффициента усиления 10⁶ и 10⁸ В / А. Для устранения сетевых помех, предусмотрен сетевой фильтр (50 Гц или 60 Гц) и 2 сетевых фильтра (100 Гц или 120 Гц). Однако, в отличие от обычных синхронных усилителей, на входе SR850 не требуется следящий полосовой фильтр. Этот фильтр используется обычными синхронными усилителями для увеличения динамического резерва. К сожалению, полосовые фильтры также приводят к возникновению шума, ошибкам амплитуды и фазы, а также дрейфу. Конструкция SR850 Stanford Research Systems на основе DSP имеет по своей природе такой большой динамический резерв, что не требуется никакого следящего полосового фильтра.

Опорный канал

Источником опорного сигнала для усилителя SR850 может быть внешний синусоидальный или прямоугольный сигнал, или встроенный цифровой синтезатор. Поскольку внутренний опорный сигнал синтезируется из того же цифрового сигнала, который используется для умножения входа, при использовании внутреннего сигнала практически отсутствует фазовый шум. Внутренний источник опорного сигнала может работать на фиксированной частоте или может перемещаться линейно или логарифмически во всем рабочем диапазоне от 0.001 Гц до 102.4 кГц. Детектирование гармоник может быть выполнено для любого целого числа гармоник опорной частоты, а не только для первых нескольких гармоник.

DSP подход также дает значительные преимущества при работе с внешним источником опорного сигнала. Время для получения внешнего сигнала составляет всего 2 такта + 5 мс (или 40 мс, в зависимости от того, что больше) - примерно в десять раз быстрее, чем у стандартных синхронных усилителей.

Поскольку SR850 использует цифровую технологию сдвига фазы, а не аналоговые фазовращатели, опорная фаза может быть отрегулирована с разрешением один миллиградус. Кроме того, выходы X и Y ортогональны с точностью до одного миллиградуса.

Выходы и постоянные времени

Постоянные времени реализованы в цифровом виде. Доступны низкочастотные фильтры с постоянными времени от 10 мкс до 30 кс и крутизной спада 6, 12, 18 и 24 дБ / октаву. Ниже 200 Гц SR850 может осуществлять синхронную фильтрацию. Синхронные фильтры вырезают сигнал на частотах кратных опорной – это особенно полезно при низких частотах, где близость компоненты 2f требует больших постоянных времен для эффективной фильтрации. SR850 делает работу на низких частотах гораздо менее трудоемкой задачей.

Большой 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.

Усилитель SR850 имеет самый большой динамический резерв (100 дБ) среди синхронных усилителей на рынке. В стандартных синхронных усилителях динамический резерв увеличивается за счет стабильности. Из-за цифровой природы процесса фильтрации и усиления в SR850 сверхвысокий динамический резерв получается без какой-либо жертвы в стабильности или точности. Кроме того, высокий динамический резерв SR850 получается без использования аналоговых полосовых фильтров, что устраняет шум и ошибку, которые могут внести такие фильтры.

Удобные автоматические функции измерения

Общие параметры измерений доступны как «авто» функции. Коэффициент усиления, фаза, динамический резерв и масштабирование дисплея могут быть установлены одним нажатием клавиши. Для многих измерений синхронный усилитель можно полностью настроить, используя автоматические функции.

Вспомогательные АЦП и ЦАП

Четыре входа АЦП на задней панели позволяют измерять внешние сигналы с разрешением на уроне милливольт. Измеренные значения могут отображаться на передней панели или считываться через любой компьютерный интерфейс. Четыре выхода ЦАП могут обеспечивать либо фиксированное выходное напряжение, либо уровень напряжения, который сканирует синхронно с частотным сканированием SR850. Оба входа АЦП и выходы ЦАП имеют диапазон ± 10 В.

Функции анализа

Работа SR850 не прекращается после получения данных – этот синхронный усилитель оснащен полным набором функций обработки данных. Сглаживание методом Савицкого-Голея может быть применено к любому массиву данных, а статистическая информация (среднее значение, дисперсия, сумма) может быть рассчитана для выбранной области. Процедура аппроксимации кривой рассчитывает наилучшее соответствие линиям, экспоненциальным кривым и гауссовым кривым для любой части ваших данных. И «калькулятор» позволяет выполнять множество простых арифметических и тригонометрических операций с данными.

Интерфейсы и Файлы данных

SR850 поставляется с интерфейсами RS-232 и GPIB с помощью которых можно осуществлять контроль за всеми функциями прибора. Для удобной отладки системы полученные и отправленные через интерфейсы данные можно просмотреть на передней панели. Печать данных с SR850 осуществляется несколькими способами. Данные можно сбрасывать на матричный или LaserJet принтер через стандартный интерфейс принтера Centronics. 

Технические характеристики синхронного усилителя SR850 Stanford Research Systems: