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MFLI 低噪声锁相放大器

MFLI 低噪声锁相放大器

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产品描述
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简介
规格参数
功能图解
应用系统
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MFLI 低噪声锁相放大器


     

 

产品简介


瑞士苏黎世仪器 (Zurich Instruments) 的 MFLI 是一款数字锁相放大器,为中频和低频范围的测量设定了新标杆。MFLI 提供两种版本,适用于“直流至 500 kHz”和“直流至 5 MHz”的频率范围(并可在有需要时从500kHz升级到5MHz)。凭借精心开发的模拟和数字前端,结合FPGA,使得仪器具有高速数字信号处理功能。MFLI 将优越的性能与LabOne 软件包rong合到了一起。嵌入式数据和网络服务器可直接连接至任何能够运行网络浏览器的设备。

 

功能图解


规格参数


 

解调器

频率范围

到 500 kHz

解调器数目

个双相 (XYRΘ)个双相,要求 MF-MD 选件

解调器输入

信号输入 (V/I),辅助输入,辅助输出,触发输入

滤波器时间常数

336 毫微秒 - 83 

滤波器带宽 (-3 dB)

276 µHz - 206 kHz(四阶滤波器)

谐波

1 - 1023

滤波器斜率

612182430364248 dB/oct

其他过滤

Sinc 滤波器

相位分辨率

10 µdeg

频率分辨率

1 µHz

辅助输出的输出取样率

612 kSa/秒(对于每个辅助输出),18 位, ±10 V

1 GbE 以上的大传输速率

200 kSa/秒(所有解调器),48 位全范围

在本地 USB 驱动器上的大存储速率

50 kSa/秒(所有解调器),48 位全范围

数据传输的触发模式

持续,边缘,选通

 

参考模式

外部参考频率范围

1 Hz 到 500 kHz

外部参考输入

辅助输入,触发输入,辅助输出,电流信号输入,电压信号输入

外部参考的锁定时间

通常少于zui大值(100 圈,1.2 毫秒)

外部参考数目

1要求 MF-MD 选件

内部参考频率范围

直流到 500 kHz;直流到 5 MHz

电压信号输入

连接器

前面板上的 2 个同轴电缆接插头,单端和差分

屏蔽连接

浮充或接地

zui大浮充电压与接地

±1V

输入阻抗

50 Ω 和 10 MΩ;范围 >=300 mV 内 27 pF;范围 <= 100 mV 内 35 pF

输入频率范围

直流到 500 kHz

输入模拟/数字转换

16 位,0-50 MSa/

输入噪声振幅

3.3 mV 输入范围内,1 kHz 以上 2.5 nV/√Hz,输入短路电容;10 Hz 时 7 nV/√Hz1 Hz 时 40 nV/√Hz

输入噪声转角频率

范围 <= 10 mV 内通常为 100 Hz

输入偏置电流

通常为 ±10 pA,zui大 ±200 pA

输入全范围敏感性(10 V 锁定放大器输出)

1 nV 至 3 V

输入交流范围

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

交流耦合截止频率

1.6 Hz

交流耦合的zui大直流偏移

±10 V

输入直流范围

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

输入增益不准确度

< 1百分之 (< 2 MHz);对于受模拟输入滤波器限制的更高频率

模拟输入滤波器(反走样)

5 MHz 时 1 dB 抑制,12 MHz 时 3 dB 抑制;三阶衰减

输入振幅稳定性

0.1百分之/°C

输入偏移振幅

< zui大值(0.5 mV1百分之 的范围)

动态储备

最高 120 dB

谐波失真

频率 <= 100 kHz 内 80 dBc;频率 <= 5 MHz 内 65 dBc;载波振幅 1 dBFS

相干拾音器

待定

 

电流信号输入

连接器

前面板同轴电缆接插头,浮充/接地

屏蔽连接

浮充或接地

zui大浮充电压与接地

±1 V

输入阻抗

参见表 5.9

输入频率范围

直流到 500 kHz;直流到 5 MHz,需要 MF-F5M 选件

输入模拟/数字转换

16 位,60 MSa/

输入噪声振幅

10 nA 输入范围内,100 Hz 以上时 20 fA/√Hz1 µA 输入范围内,10 kHz 以上时 200 fA/√Hz100 µA 输入范围内,1 MHz 以上时 3.5 pA/√Hz10 mA 输入范围内,1 MHz 以上时 300 pA/√Hz

输入泄漏电流

±10 pA

输入全范围敏感性(10 V 锁定放大器输出)

10 fA 至 10 mA

输入增益不准确度

< 1百分之(对于在输入带宽 10百分之以下的频率)

输入偏移振幅

1百分之 的范围

动态储备

最高 120 dB

相干拾音器

待定

电流信号输入:输入范围,跨阻抗增益,带宽,输入阻抗

电流输入范围

跨阻抗增益

带宽 (-3 dB)

直流输入阻抗

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

差分信号输出

连接器

前面板上的 2 个同轴电缆接插头,单端和差分

输出阻抗

50 Ω

输出频率范围

直流到 500 kHz

输出频率分辨率

1 µHz

输出相位范围

±180°

输出相位分辨率

10 µdeg

差分输出

正弦波移动 180°

输出数字/模拟转换

16 位,0-60 MSa/

输出振幅范围

±10 mV±100 mV±1 V±10 V (高阻抗单端)

输出功率

24 dBm (±10 V250 mW),每个同轴电缆接插头

输出增益不准确度

所有输出范围内,100 kHz 时小于 1百分之

zui大输出驱动电流

100 mA

输出偏移振幅

±1 mV 或 1百分之的范围(以zui大者为准)

谐波失真

频率 < 100 kHz 内 85 dBc,频率 < 500Hz 内 60 dBc;输出范围 <= 1 V;频率 < 100 kHz 内 80 dBc,频率 < 5 00KHz 内 50 dBc;输出范围 10V;载波振幅 1 dBFS

模拟加法器

辅助输入 1 可以被添加到信号输出中,+/- 10 V,直流 10 MHz

辅助输入

连接器

前面板上 2 个同轴电缆接插头

模拟/数字转换器

16 位,15 MSa/

模拟/数字模拟带宽

5 MHz

输入阻抗

1 MΩ

振幅

±10 V

分辨率

0.335 mV

辅助输出

连接器

前面板上的 4 个同轴电缆接插头

数字/模拟转换器

18 位,612 kSa/

数字/模拟模拟带宽

200 kHz

输出阻抗

50 Ω

振幅

±10 V

分辨率

< 85 µV

驱动电流

20 mA

触发输入

连接器

后面板上的 2 个同轴电缆接插头

触发输入阻抗

1 kΩ

频率范围外部参考

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

触发振幅范围

±5 V

最小脉宽

35 毫微秒

触发电平

5 V3.66 mV 分辨率

触发滞回

< 20 mV

触发输出

连接器

后面板上的 2 个同轴电缆接插头

触发输出阻抗

50 Ω

频率范围外部参考

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

触发振幅

5 V

内部频率参考

类型

TCXO

初始精确度

< ±1.5 ppm

长期精确度/老化

第一年 < ±1 ppm

短期稳定性(0.1 秒)

< 2·10-10

温度系数

0.05 ppm/°C (@23°C)

相位噪声(1 kHz 时)

-140 dBc/Hz

相位噪声(10 kHz 时)

-150 dBc/Hz

连接性和其他

主连接

LAN1 GbEUSB 2.0480 Mbit/

USB 主机

背面板上 2 个连接器,用于大容量存储或 WLAN 模块

DIO,数字输入/输出

4 x 8 位,通用数字输入/输出端口,3.3 V TTL VHDCI 68 针母连接器

内置存储器

4.7 GB 测量数据内存, 250 MB 设置文件存档, 250 MB 日志文件存档

拓展功能:

MF5M 频率拓展功能选件: 频率范围从DC-500KHz  拓展到DC-5MHz;

MF-MD 多频解调功能选件:额外增加3个振荡器,3个解调器器,可同时解调 4个任意频率信号;

MF-PID四通道PID / PLL控制器:4个具有PLL功能的独立PID控制器;

MF-DIG数字化器功能选件:具有16位,60 MSa / s,FFT的双迹示波器;

MF-MOD AM / FM调制功能选件:可以进行 AM / FM调制信号输出;

MF-IA 阻抗测试功能选件:阻抗测试范围1mΩ至1TΩ,0.05百分之的精度;

 

应用领域


材料科学:载流子迁移率,载流子密度,霍尔效应

传输测量:电导测量,2和4端电阻器

吸收光谱

传感和驱动(MEMS):陀螺仪,谐振器,加速度计

量子测试输运:量子点,量子位

磁感应:SQUID,NV中心,原子磁力计,VSM

扫描显微镜:AFM,STM

噪声表征:噪声密度,互相关测量

 

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瑞士苏黎世仪器 (Zurich Instruments) 的 MFLI 是一款数字锁相放大器,为中频和低频范围的测量设定了新标杆。MFLI 提供两种版本,适用于“直流至 500 kHz”和“直流至 5 MHz”的频率范围(并可在有需要时从500kHz升级到5MHz)。凭借精心开发的模拟和数字前端,结合FPGA,使得仪器具有高速数字信号处理功能。MFLI 将优越的性能与LabOne 软件包rong合到了一起。嵌入式数据和网络服务器可直接连接至任何能够运行网络浏览器的设备。

解调器

频率范围

到 500 kHz

解调器数目

个双相 (XYRΘ)个双相,要求 MF-MD 选件

解调器输入

信号输入 (V/I),辅助输入,辅助输出,触发输入

滤波器时间常数

336 毫微秒 - 83 

滤波器带宽 (-3 dB)

276 µHz - 206 kHz(四阶滤波器)

谐波

1 - 1023

滤波器斜率

612182430364248 dB/oct

其他过滤

Sinc 滤波器

相位分辨率

10 µdeg

频率分辨率

1 µHz

辅助输出的输出取样率

612 kSa/秒(对于每个辅助输出),18 位, ±10 V

1 GbE 以上的大传输速率

200 kSa/秒(所有解调器),48 位全范围

在本地 USB 驱动器上的大存储速率

50 kSa/秒(所有解调器),48 位全范围

数据传输的触发模式

持续,边缘,选通

 

参考模式

外部参考频率范围

1 Hz 到 500 kHz

外部参考输入

辅助输入,触发输入,辅助输出,电流信号输入,电压信号输入

外部参考的锁定时间

通常少于zui大值(100 圈,1.2 毫秒)

外部参考数目

1要求 MF-MD 选件

内部参考频率范围

直流到 500 kHz;直流到 5 MHz

电压信号输入

连接器

前面板上的 2 个同轴电缆接插头,单端和差分

屏蔽连接

浮充或接地

zui大浮充电压与接地

±1V

输入阻抗

50 Ω 和 10 MΩ;范围 >=300 mV 内 27 pF;范围 <= 100 mV 内 35 pF

输入频率范围

直流到 500 kHz

输入模拟/数字转换

16 位,0-50 MSa/

输入噪声振幅

3.3 mV 输入范围内,1 kHz 以上 2.5 nV/√Hz,输入短路电容;10 Hz 时 7 nV/√Hz1 Hz 时 40 nV/√Hz

输入噪声转角频率

范围 <= 10 mV 内通常为 100 Hz

输入偏置电流

通常为 ±10 pA,zui大 ±200 pA

输入全范围敏感性(10 V 锁定放大器输出)

1 nV 至 3 V

输入交流范围

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

交流耦合截止频率

1.6 Hz

交流耦合的zui大直流偏移

±10 V

输入直流范围

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

输入增益不准确度

< 1百分之 (< 2 MHz);对于受模拟输入滤波器限制的更高频率

模拟输入滤波器(反走样)

5 MHz 时 1 dB 抑制,12 MHz 时 3 dB 抑制;三阶衰减

输入振幅稳定性

0.1百分之/°C

输入偏移振幅

< zui大值(0.5 mV1百分之 的范围)

动态储备

最高 120 dB

谐波失真

频率 <= 100 kHz 内 80 dBc;频率 <= 5 MHz 内 65 dBc;载波振幅 1 dBFS

相干拾音器

待定

 

电流信号输入

连接器

前面板同轴电缆接插头,浮充/接地

屏蔽连接

浮充或接地

zui大浮充电压与接地

±1 V

输入阻抗

参见表 5.9

输入频率范围

直流到 500 kHz;直流到 5 MHz,需要 MF-F5M 选件

输入模拟/数字转换

16 位,60 MSa/

输入噪声振幅

10 nA 输入范围内,100 Hz 以上时 20 fA/√Hz1 µA 输入范围内,10 kHz 以上时 200 fA/√Hz100 µA 输入范围内,1 MHz 以上时 3.5 pA/√Hz10 mA 输入范围内,1 MHz 以上时 300 pA/√Hz

输入泄漏电流

±10 pA

输入全范围敏感性(10 V 锁定放大器输出)

10 fA 至 10 mA

输入增益不准确度

< 1百分之(对于在输入带宽 10百分之以下的频率)

输入偏移振幅

1百分之 的范围

动态储备

最高 120 dB

相干拾音器

待定

电流信号输入:输入范围,跨阻抗增益,带宽,输入阻抗

电流输入范围

跨阻抗增益

带宽 (-3 dB)

直流输入阻抗

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

差分信号输出

连接器

前面板上的 2 个同轴电缆接插头,单端和差分

输出阻抗

50 Ω

输出频率范围

直流到 500 kHz

输出频率分辨率

1 µHz

输出相位范围

±180°

输出相位分辨率

10 µdeg

差分输出

正弦波移动 180°

输出数字/模拟转换

16 位,0-60 MSa/

输出振幅范围

±10 mV±100 mV±1 V±10 V (高阻抗单端)

输出功率

24 dBm (±10 V250 mW),每个同轴电缆接插头

输出增益不准确度

所有输出范围内,100 kHz 时小于 1百分之

zui大输出驱动电流

100 mA

输出偏移振幅

±1 mV 或 1百分之的范围(以zui大者为准)

谐波失真

频率 < 100 kHz 内 85 dBc,频率 < 500Hz 内 60 dBc;输出范围 <= 1 V;频率 < 100 kHz 内 80 dBc,频率 < 5 00KHz 内 50 dBc;输出范围 10V;载波振幅 1 dBFS

模拟加法器

辅助输入 1 可以被添加到信号输出中,+/- 10 V,直流 10 MHz

辅助输入

连接器

前面板上 2 个同轴电缆接插头

模拟/数字转换器

16 位,15 MSa/

模拟/数字模拟带宽

5 MHz

输入阻抗

1 MΩ

振幅

±10 V

分辨率

0.335 mV

辅助输出

连接器

前面板上的 4 个同轴电缆接插头

数字/模拟转换器

18 位,612 kSa/

数字/模拟模拟带宽

200 kHz

输出阻抗

50 Ω

振幅

±10 V

分辨率

< 85 µV

驱动电流

20 mA

触发输入

连接器

后面板上的 2 个同轴电缆接插头

触发输入阻抗

1 kΩ

频率范围外部参考

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

触发振幅范围

±5 V

最小脉宽

35 毫微秒

触发电平

5 V3.66 mV 分辨率

触发滞回

< 20 mV

触发输出

连接器

后面板上的 2 个同轴电缆接插头

触发输出阻抗

50 Ω

频率范围外部参考

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

触发振幅

5 V

内部频率参考

类型

TCXO

初始精确度

< ±1.5 ppm

长期精确度/老化

第一年 < ±1 ppm

短期稳定性(0.1 秒)

< 2·10-10

温度系数

0.05 ppm/°C (@23°C)

相位噪声(1 kHz 时)

-140 dBc/Hz

相位噪声(10 kHz 时)

-150 dBc/Hz

连接性和其他

主连接

LAN1 GbEUSB 2.0480 Mbit/

USB 主机

背面板上 2 个连接器,用于大容量存储或 WLAN 模块

DIO,数字输入/输出

4 x 8 位,通用数字输入/输出端口,3.3 V TTL VHDCI 68 针母连接器

内置存储器

4.7 GB 测量数据内存, 250 MB 设置文件存档, 250 MB 日志文件存档

拓展功能:

MF5M 频率拓展功能选件: 频率范围从DC-500KHz  拓展到DC-5MHz;

MF-MD 多频解调功能选件:额外增加3个振荡器,3个解调器器,可同时解调 4个任意频率信号;

MF-PID四通道PID / PLL控制器:4个具有PLL功能的独立PID控制器;

MF-DIG数字化器功能选件:具有16位,60 MSa / s,FFT的双迹示波器;

MF-MOD AM / FM调制功能选件:可以进行 AM / FM调制信号输出;

MF-IA 阻抗测试功能选件:阻抗测试范围1mΩ至1TΩ,0.05百分之的精度;

材料科学:载流子迁移率,载流子密度,霍尔效应

传输测量:电导测量,2和4端电阻器

吸收光谱

传感和驱动(MEMS):陀螺仪,谐振器,加速度计

量子测试输运:量子点,量子位

磁感应:SQUID,NV中心,原子磁力计,VSM

扫描显微镜:AFM,STM

噪声表征:噪声密度,互相关测量

 

暂未实现,敬请期待
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