Синхронный усилитель SRSYS SR860

Синхронный усилитель SR860 компании Standford Research Systems - новый синхронный усилитель в линейке инновационных синхронных усилителей SRS. Уникальные аналоговые характеристики, новые возможности сложной цифровой обработки сигналов, современный интуитивный пользовательский интерфейс, большой выбор вариантов подключения компьютера делают SR860 идеальным выбором для любого приложения синхронного детектирования.

Компания SRS, имеющая более 30 лет опыта разработки синхронных усилителей, сделала всё возможное для оптимизации всех деталей SR860. Благодаря массивному тороидальному трансформатору, который устраняет шумы переключения режимов, интеграции с iOS, которая связывает синхронный усилитель и ваш сотовый телефон, улучшенным DSP фильтрам, которые дополнительно устраняют шумы, ускоряя ваш эксперимент, SR860 действительно является уникальным синхронным усилителем.

Особенности:

- Рабочий диапазон от 0.001 Гц до 500 кГц;

- Входы тока и напряжения с низким уровнем шума;

- Постоянная времени: 1 мкс – 30 кс;

- Выходы с широкой полосой пропускания;

- Сенсорный дисплей;

- Интерфейс: GPIB, RS-232, Ethernet и USB;

- HDMI выход.

Входные сигналы

Работа с синхронным усилителем начинается с подачи сигнала на вход устройства. Входной интерфейс усилителя SR860 Stanford Research Systems обладает современными входными усилителями тока и напряжения. Вход напряжения – переключаемый несимметричный/дифференциальный усилитель на JFET (полевой транзистор с управляющим p-n переходом) с уровнем шума порядка 2.5 нВ / √ Гц на частоте 1 кГц и менее 10 нВ / √ Гц при 10 Гц.

Вход напряжения имеет входной импеданс 10 МОм. Экранирование входного разъема может быть подключено к цепи заземления устройства через выбранный пользователем резистор 10 Ом (земля) или 10 кОм ("плавающая земля").

Встроенный усилитель тока SR860 был значительно усовершенствован по сравнению с предыдущими моделями. Диапазон входных токов выбирается пользователем: 1 мкА или 10 нА. Диапазон 1 мкА имеет полосу пропускания 400 кГц и шум на уровне 130 мА / √ Гц, а диапазон 10 нА имеет полосу пропускания 2 кГц и уровень шума порядка 13 мА / √ Гц.

Чувствительность и входной диапазон

Чувствительность усилителя SR860 Stanford Research Systems – это напряжение (или ток), которое гарантирует максимальный сигнал на выходе. Интерфейс данного устройства позволяет пользователю задать диапазон входных сигналов на передней панели без обращения к запутанным уравнениям динамического резерва.

Пользователь просто выбирает чувствительность, необходимую для эксперимента, а затем наименьший диапазон входных значений, который не вызывает перегрузки.

Эффективный динамический резерв усилителя SR860 - это просто отношение двух этих значений. Например, при чувствительности 10 нВ и диапазоне входного сигнала до 300 мВ эффективный динамический резерв SR860 составляет 3 × 10⁷ или почти 150 дБ.

Постоянная времени на выходе и фильтрация

Постоянная времени RC-цепи SR860 составляет от 1 мкс до 30 кс при крутизне кривой 6, 12, 18 и 24 дБ / октаву. Кроме того, SR860 также предлагает современные цифровые фильтры, которые могут значительно сократить время измерения, увеличивая соотношение сигнал/шум.

При постоянной времени менее 3 секунд лучше использовать Гауссов КИХ фильтр (КИХ фильтр с откликом в виде гауссовой функции), который при одинаковой ширине полосы шумов имеет значительно лучшие значения времени нарастания и затухания в полосе задержки, чем RC-фильтр. Этот фильтр также имеют симметричные профили нарастания и спада, которые сохраняют форму сигнала при сканировании по частоте.

При постоянной времени больше 3 с лучшими характеристиками обладают БИХ фильтры.

На опорных частотах ниже 4 кГц возможна синхронная фильтрация. Синхронный фильтр вырезает частоты кратные опорной. Это очень полезно для низкочастотных измерений, когда частоты кратные опорной могут попасть на выход усилителя.

В синхронном усилителе SR860, синхронный фильтр может быть выбран без потери выходного разрешения.

Опорный канал

SR860 имеет заданный диапазон опорных частот от 0.001 Гц до 500 кГц. Детектирование может производиться на опорной частоте, или на частотах вплоть до 99-й гармоники.

Режимы работы:

1. Internal mode: SR860 использует в качестве опорного сигнала сигнал высокоточного встроенного генератора;

2. External mode: В качестве опорного сигнала используется внешний синусоидальный или TTL сигнал;

3. Dual Mode: Детектирование на разностной частоте между частотой опорного сигнала, сгенерированного встроенным генератором, и частотой внешнего сигнала синхронизации (восстановление дважды модулированного сигнала).

4. Chop mode: SR860 генерируют цифровой сигнал (ПИД-регулятор) для синхронизации оптического модулятора SR540 с встроенным генератором усилителя. Благодаря тому, что синхронный усилитель напрямую контролирует модулятор, частотный дрейф может быть практически устранен.

Выход синусоидального сигнала

SR860 генерирует синусоидальный выходной сигнал, частота которого может быть установлена с точностью до 6 разряда, с амплитудой от 1 нВ до 2 В. Этот выходной сигнал SR860 уникален тем, что он может быть сконфигурирован как несимметричный или как дифференциальный сигнал. Возможно задание постоянного сдвига такого сигнала в пределах ±5 В (DC). На задней панели также представлен выход логического уровня, синхросигнал синхронизирован с синусоидальным выходом.

Синхронизация

10 МГц входы и выходы на задней панели позволяют подавать на SR860 внешний сигнал опорной часты (например, от рубидиевых стандартов частоты FS725). Кроме того, 10 МГц выход SR860 можно использовать для синхронизации нескольких синхронных усилителей или других контрольно-измерительных приборов.

Отображение БПФ

Синхронные усилители традиционно работают во временной области, но иногда легче понять сигнал в частотной области. На экране усилителя SR860 можно отобразить спектр входного сигнала на входном каскаде, сигнала после преобразователя или спектр сигнала после фильтров. Использование данной функции может упростить отслеживание скрытых источников шума.

Сенсорный дисплей на передней панели усилителя

В центре передней панели SR860 расположен цветной сенсорный экран 640 × 480, который может быть настроен для отображения до 4 каналов данных. (Когда для измерений в лаборатории необходима темнота, ЖК-экран можно погасить) Экран может быть настроен так, чтобы отображать данные в виде больших, легко видимых со всех сторон комнаты цифр или в виде диаграммы, отображающей полную историю каждого канала с возможностью выбора временных шкал от 0.5 с / дел до 2 дней / дел. Даже если измерения не отображаются, они всегда сохраняются, что гарантирует, что данные не будут потеряны. Сенсорный экран также постоянно отображает основные параметры настройки синхронного усилителя, такие как фаза, опорная частота и амплитуда синуса. HDMI порт на задней панели позволяет просматривать данные на любом мониторе с HDMI или телевизоре.

Следует подчеркнуть, что сенсорный дисплей необязательно использовать для управления общими функциями SR860. Все регулируемые параметры: постоянная времени, опорная частота, амплитуда синуса и смещение синусоидального сигнала, конфигурация входа и т. д. - регулируются с помощью специальных ручек или кнопок на передней панели. Доступ к редко используемым настройкам конфигурации, таким как настройки TCP / IP и т. д., осуществляется через меню, отображаемое на сенсорном экране.

Соединение с ПК

Для заказа доступны модели SR860 с практически любым возможным интерфейсом для дистанционного управления системой. Предусмотрены GPIB (IEEE488.2) и RS-232, а также USB и Ethernet. SR860 имеет собственный веб-сервер, позволяющий удаленно управлять устройством через браузер. А при подключении к сети с поддержкой Wi-Fi SR860можно управлять удаленно через iPhone или iPad с бесплатным приложением iOS, загружаемым из Apple App Store. Приложение позволяет производить удаленную настройку прибора и мониторинг данных в режиме реального времени с помощью вашего карманного устройства.

USB-порт на передней панели позволяет передавать данные и снимки экрана на USB-накопитель. Данные могут быть сохранены либо в виде файлов с разделителями-запятыми, либо в виде файлов MATLAB в формате .MAT. 

Технические характеристики усилителя SR860 Stanford Research Systems: