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HF2LI 50 MHz 锁相放大器
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产品手册
HF2LI 产品手册
产品介绍
瑞士苏黎世仪器 (Zurich Instruments) 的 HF2LI 是一款数字锁相放大器，可测量的频率范围从直流 DC 到 50 MHz。它非常适合 MEMS（比如陀螺仪）应用和微流控应用的测量。HF2LI 配套了苏黎世仪器的控制软件 LabOne。该软件提供了基于游览器的用户界面，并内置了频谱分析仪、参数扫描仪和示波器等诸多功能。通过各类升级选件，可扩充 HF2LI 仪器的功能，使其进一步拓展到其它更多的应用中。另外，HF2LI 还能和 HF2TA 电流放大器结合使用，用来读取电流信号。
应用领域
· 传感和驱动：MEMS 陀螺仪，加速度传感器
· 微流控
· 非线性成像：相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）、受激拉曼散射（SRS）、太赫兹等
· 激光光谱
· 原子力显微镜（AFM），扫描探针显微镜 （SPM）
· 非破坏性检验
· 医疗科技
多设备同步
通过多设备同步功能（MDS），我们可以像控制一台多通道设备一样控制多台 HF2LI：
· 用一套LabOne UI或者LabOne API控制所有仪器。
· 可锁相同步所有仪器时钟与振荡器，达到相位稳定。
· 同步时间戳与采样率，自动对齐测量数据。
功能图解
高精度信号输入
HF2LI 的超低噪声双输入通道，经过了的优化设计。高达模拟输入带宽 4 倍的 210 MSa/s 采样率，能保证完整地采样信号并抗混叠。
信号输出
HF2LI 的双路高频输出可以提供 DC 到 50 MHz 频率范围中 6 个正弦信号的线性组合。通过 HF2LI-MF 升级选件，还可以为每个正弦信号分量单独设置幅值、频率和相移。
解调器和滤波器
HF2LI 提供 6 个双相解调器。每个解调器都可以单独设置滤波器，包括从 1 μs 到 500 s 的时间常数（相当于 80 μHz 到 200 kHz 的解调带宽）和 1 到 8 阶的滤波器阶数。这些滤波器基于*的 128 位数字架构。相比于传统的模拟仪器，HF2LI 具备更高的动态储备、无漂移、精确相移和正交性的特性。
- 集成软件工具集
- LabOne 集成的示波器可存储 2048 个采样，可以直观的显示输入信号时域和频域图。用户可以实时看到输入和输出信号，并借此快速的设置参数。频率响应分析仪可提供精确的频率响应曲线。FFT 频谱分析仪可用来显示由锁相放大器解调出的高分辨率频谱图。
规格
| 锁相操作模式 | |
| 内部参考模式 | 单相和双相锁相 |
| 外部参考模式 | 单相和双相锁相 |
| 自动参考模式 | 单相和双相锁相 |
| 双谐波频率模式 | 单基波频率和 2 个谐波频率（同时） |
| 多谐波频率模式 | 单基波频率和 5 个谐波频率（同时），需要 HF2LI-MF升级选件 |
| 任意频率模式 | 6个频率，需要 HF2LI-MF升级选件 |
| HF 模拟信号输入 | |
| 频率范围 | 直流 - 50 MHz |
| 输入阻抗 | 50 Ω 或 1 MΩ || 20 pF |
| 输入电压噪声 | 5 nV/√Hz（高于 10 kHz） |
| 动态储备 | 120 dB |
| 输入范围 | ±3.3 V |
| 交流输入范围 | ±1.5 V（包括直流耦合） |
| 满量程输入灵敏度 | 1 nV 至 1.5 V |
| A/D 转换 | 14位，210 MSa/s |
| HF 模拟信号输出 | |
| 频率范围 | DC - 50 MHz |
| 输出量程 | ±10 mV, ±100 mV, ±1 V, ±10 V |
| 信号叠加 | ±10 V，带宽 DC - 50 MHz |
| D/A 转换 | 16位，210 MSa/s |
| 解调器和参考信号 | |
| 解调器数目 | 6 个双相解调器 |
| 输出采样速率 | USB：高达 460 kSa/s 辅助输出：1 MSa/s |
| 滤波器时间常数 | 1 µs - 500 s |
| 滤波器带宽 | 83 µHz - 200 kHz |
| 滤波器斜率 | 6、12、18、24、30、36、42、48 dB/Oct |
| X, Y, R, Theta | 64 位满范围 |
| 参考频率分辨率 | 0.7 µHz |
| 参考相位角分辨率 | 1.0 µ° |
| 示波器 | |
| 显示通道 | 输入信号，输出信号 |
| 显示模式 | 时域，频域 (FFT) |
| 显示通道数 | 1 |
| 触发通道 | 输入信号，输出信号，振荡器相位，DIO |
| 触发模式 | 升降沿 |
| 采样率 | 6.4 kSa/s 到 210 MSa/s |
| 垂直分辨率 | 14位 |
| 单次采样长度 | 2048 |
| 带宽限制模式，提高垂直分辨率 | 样本抽取， 平均 |
| 光标计算 | 位置，区间，波形，峰值，追踪，直方图 |
| 频谱分析仪 | |
| 中心频率范围 | 直流到 50 MHz |
| 频谱模式 | FFT(X+iY), FFT(R), FFT(Θ), FFT(f) and FFT((dΘ/dt)/2π) |
| 统计选项 | 幅值，频谱密度，功率 |
| 平均模式 | 无平均，指数移动平均值 |
| 每个频谱的采样长度 | 8.4 MSa |
| 跨度 | 460 kHz |
| 窗函数 | Rectangular, Hann, Hamming, Blackman Harris |
| 光标计算 | 位置，区间，波形，峰值，追踪，直方图 |
| 参数扫描仪 | |
| 扫描参数 | 振荡器频率，解调器相移，辅助偏置，信号输出幅值等等 |
| 参数扫描范围 | 全范围，线性和对数轴 |
| 参数扫描分辨率 | 任意，由起止点和扫描点数定义 |
| 显示参数 | 解调器输出（X，Y，R，Θ，f），辅助输入 |
| 显示选项 | 单幅图，双幅图（例如波特图），多迹线 |
| 统计选项 | 幅值，频谱密度，功率 |
| 预设测量模式 | 参数扫描，噪声幅值测量，频率响应分析，3-Omega 扫描 |
| 辅助信号 | |
| 高速输出 | 4 通道，±10 V，幅值，相位，频率，解调器 X/Y 数据或用户定义 |
| D/A 转换 | 16位，1 MSa/s |
| D/A 模拟带宽 | 200 kHz |
| 高速输入 | 2 通道，±10 V |
| A/D 转换 | 16位，400 kSa/s |
| A/D 模拟带宽 | 100 kHz |
| 其他连接 | |
| 主机连接 | 高速 USB 2.0，480 Mbit/s |
| 前置放大器控制总线 | ZCtrl 专有接口，可控制外部前置放大器 |
| 同步总线 | ZSync专有接口，可本地互联 ZI 仪器 |
| 数字 I/O | 32位，通用接口 |
| 一般规格 | |
| 尺寸 | 45 x 35 x 10 cm（19 英寸机架） |
| 重量 | 6.2 kg |
| 电源 | 110-120 V, 220-240 V, 50/60 Hz |
| 工作温度 | +5 °C 至 +40 °C |
| 工作环境 | IEC61010，室内，安装类别II，污染等级2 |
| 工作海拔 | 2000 米 |
| 内部振荡器输出 | 正弦，±1 V，10 MHz |
| 内部振荡器稳定性 | ±1.5 ppm |
| 内部振荡器温度系数 | 0.05 ppm/°C |
选件
HF2LI-MF 多频选件
主要特点
- 适用于全部6个解调器的信号输入开关矩阵
- 同时解调6个任意频率
- 振荡器开关矩阵
- 独立的解调器滤波器设置（阶数和时间常数）
HF2LI-PID 四通道 PID/PLL 控制器选件
主要特点
- 4 个可编程的 PID 控制器
- PID 调谐器和 PID 智能设置工具，包含 4 种模拟模型
- 灵活设置设定点：切换、外部、手动、级联
- 抗饱和功能
- 算术单元
HF2LI-PLL 双锁相环选件
主要特点
- 2 个可编程的全数字锁相环
- 可在大范围内设置 PLL 带宽
- PLL 智能参数设定，可用于调节目标带宽
- 可配置的相位检测器和 PID 控制器
- 的输入输出谐波失真
- 辅助输出接口可输出频率偏移
- 与双通道锁相放大器高度集成
HF2LI-MOD AM/FM调制选件
主要特点
- 调幅和解调（同时进行）
- 调频和解调（同时进行）
- 双解调器（输入）和双调制器（输出）配置
- 支持 AFM 的双峰/多模式调制
- 谐波分析
- 边带分离（单边调制）
- 支持AFM的双模和多模调制
HF2TA 电流放大器选件
主要特点
- 50 MHz频率范围
- 2个独立的放大通道
- 大范围的精密跨阻抗增益设置（100 V/A至100 MV/A）
- 整合偏置调整/补偿
- 低噪声和低输入泄漏
- 传感器供电输出
- HF2仪器专用接口（无PC直连）
