美国斯坦福模拟锁相放大器 SR124和SR2124

半个多世纪以来，锁定放大器一直是在有噪声的情况下测量小型交流信号的首.选仪器。早期的仪器设计有模拟电子设备，多位机械开关，指针指示器等，并且通常使用图表记录仪监视测量结果。基于微处理器的设计出现在1980年代，到1990年代初期，连锁的模拟解调器也被高分辨率ADC和数字信号处理器（DSP）取代。实现了远程计算机控制，数字读数和用户友好的前面板。

现代DSP锁相放大器在稳定性，动态储备和灵活性方面的功能具有**性意义，使其成为跨多个领域的研究人员和工程师的支柱。但是在前进时，留下了一些东西。对于核心用户群，尤其是低温研究人员来说，新仪器成为了潜在的高频干扰源。好的体现是一种仪器PAR124A的持久性，该仪器在停产数十年后仍被许多研究人员积极使用。

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意识到一种尺寸并不一定适合所有尺寸，SRS自豪地推出SR124单相和SR2124双相模拟锁相放大器。SR124和SR2124受前一代好的锁相软件的启发，但利用了当今的低噪声模拟组件和设计方法，是低噪声，高性能模拟仪器中的重要产品。

建筑

SR124 / SR2124设计遵循两个基本主题。首先，信号路径完全由低噪声模拟电子设备构建：非常好的JFET，晶体管，运算放大器和分立元件。其次，配置控制由微控制器管理，该微控制器的系统时钟仅在更改增益或滤波器设置所需的短暂时间内振荡。SRS在SR560电压前置放大器中首先引入的这种“时钟停止”架构消除了与机械面板控制相关的不便和可靠性问题，并使这些锁定的完全远程操作成为可能。

不要让数字显示蒙骗您-SR124和SR2124确实会在运行期间停止所有数字时钟。数字显示屏显示精度设置信息，例如输入滤波器频率，解调器相移和源输出幅度。驱动电子设备完全是静态的，没有“扫描”或刷新，不会产生干扰。

只要微控制器处于活动状态，“ CPU活动”指示灯就会点亮，清楚地显示数字时钟的运行时间。发生这种情况是由于按下了前面板按钮或远程计算机命令。

当它真正重要时-运行静音！

有时，您需要确信您的实验将不受干扰：您已将样品冷却至几毫克，所有接线仍然完好无损，并且您一年四季制造的非常好的设备已准备好进行测量。可以将前面板上的锁定拨动开关设置为“ LOCKED OUT”，即使您按下其他按钮或旋钮，也迫使数字时钟保持关闭状态。锁定的模拟配置保持稳定，使您可以根据需要长时间运行数分钟，数小时，数天。

低噪声输入放大器

SR124和SR2124具有电压和电流输入。电压输入是单端/差分FET前置放大器，具有2.5nV /√Hz的超低输入噪声。输入阻抗为10MΩ，较小满量程输入电压灵敏度为100 nV。电流输入前置放大器的可选增益为10 6和10 8  V / A。提供了交流和直流耦合，并且仪器可以在接地或浮动模式下运行。

SRS还生产各种远程前置放大器，包括SR550  （FET输入），SR551  （Hi-Z输入），SR552  （BJT输入）和SR554  （变压器输入），这些都可以直接由锁定式后面板前置放大器供电。电源端口。这些前置放大器具有独特的特性，可针对各种实验条件进行优化。与SR124或SR2124一起使用时，它们通常可以显着改善您的测量。

输入过滤器

SR124和SR2124提供了几��滤波器类型，可在信号到达相敏检测器之前对其进行预处理。可以选择平坦（无滤波），带通，高通，低通和陷波滤波，并且滤波器的Q因子可以设置为1至100。

在带通模式下，可调窄带放大器可抑制通带以外的信号，从而提供多达60 dB的动态保留。

高通和低通滤波器允许您限制呈现给锁定放大器的频率带，并抑制通带之外的频率。这些滤波器的衰减为每倍频程–12 dB。

在陷波模式下，启用了可调带阻滤波器，该滤波器在特定频率下提供高达80 dB的衰减。

动态储备

在给定的满量程输入灵敏度下，锁相放大器的动态储备是 max 干扰信号与满量程输入电压之比。max干扰信号定义为在锁定无法以其指定的精度测量信号之前可以应用于输入的任何频率的max信号的幅度。

SR124和SR2124的动态保留高达60 dB，具体取决于灵敏度设置和保留模式。与输入带通滤波器配合使用可以增加20至60 dB的动态储备，使 max 可实现的动态储备为100 dB。

输出时间常数

锁定提供两个阶段的输出低通滤波。时间常数可以选择较长300 s以 max 程度地降低噪声，也可以选择短至1 ms。每个倍频程衰减可以选择–6 dB或–12 dB。时间常数设置绕过输出滤波器，输出信号带宽仅由内部杂散电容确定。

抵消

偏移功能使评估满量程信号存在时的微小变化变得容易。您可以在满量程的±1000％（10×）之间手动调整偏移，也可以使用自动偏移功能通过按一下按钮将偏移设置为等于信号值。调整偏移量后，您可以通过降低灵敏度设置来增加增益（*多10倍）。

汽车功能

便捷的自动功能使您可以快速配置锁定的设置。按下“增益”，“相位”或“偏移”按钮将启动微控制器，然后微控制器将仪器调整为灵敏度（增益），相移以大信号（相位）或使输出为零（偏移）。Ref Range（参考范围）按钮可打开和关闭频率自动量程功能，这使仪器在振荡器解锁时自动设置适当的参考范围。

参考频道

SR124和SR2124中有三种参考模式：内部，外部和后VCO。在所有模式下，频率范围都首先在前面板的参考区域中选择-手动或通过自动参考范围功能。

在外部参考模式下，仪器锁定到幅度至少为100 mVpp的外部信号。参考振荡器将锁相到外部参考输入的正零交叉点。支持锁定为f，2f（二次谐波）或3f（三次谐波）。

在内部模式下运行时，可从前面板以±0.1％的精度设置参考频率。除了内部和外部参考模式外，SR124和SR2124还具有内置压控振荡器（VCO），可以用作锁定参考。后面板VCO输入接受0至+10 VDC信号，该信号对应于前面板设置范围内的较低和Highest 频率。这项方便的功能使您可以锁定可变或扫描控制电压。

同步参考输出信号始终存在于前面板Ref Out BNC连接器上。正弦波和方波均可选择，并且输出幅度可以设置在100 nV至10 V之间。后面板上也提供基准。在0°，90°，180°和270°的四个相移1 Vrms输出可用于多种应用。

直流偏置

通过打开“ DC Bias”，可以将与AC参考幅度无关的双极性DC偏置电压添加到参考输出。在进行差分电导和相关传输测量时，此功能特别有用，在该测量中，必须在不同的偏置值范围内测量实验的小信号交流响应。根据幅度，可以将偏置值设置为参考幅度的±1000倍。

相控

SR2124是一个双相锁定放大器，具有X和Y的显示。SR124是单相锁定放大器，仅具有一个X的显示。通常需要调整参考相位。手动将相位调零很容易-按下相位按钮并旋转大旋钮直到信号调零，然后将相位偏移90°。或者，只需按自动相位按钮。在中频带，相位分辨率为0.01°，相位精度为±1° 。

交流电压表模式

对于大多数应用程序，用户通常将在锁定模式下操作，但是可以将模式更改为交流电压，从而允许锁定操作为宽带或频率交流电压表。在这种模式下，无需参考信号即可快速测量AC信号的平均绝.对值。

电脑控制

对于那些需要计算机控制锁定放大器的用户，后面板有一个RS-232接口。可以通过界面设置或读取仪器的所有功能。向仪器发送命令时，微控制器将被激活，并且可能会出现数字噪音。在这些时间内，前面板的“远程活动” LED会提醒您正在进行通信。

为了实现完全电气隔离的远程接口，提供了一个后面板光纤接口。当连接到SX199远程计算机接口单元时，它提供了用于通过GPIB （IEEE-488.2），以太网和RS-232控制锁定的路径。