赛恩科仪OE2041数字锁相放大器

输入信号通道

OE2041可检测单端模式或差分电压模式的输入信号。通过超低噪声前置放大器，输入噪声低至 3nV/√Hz @1 MHz。输入阻抗为 50Ω or 10 MΩ，满量程输入电压灵敏度范围为1nV至2Vrms。可编程增益放大器用于调整系统的动态储备，因此 OE2041可以保持120 dB的高动态储备。高精度14位ADC的采样率为250MSPS，ADC前端出色的抗混叠滤波器（阻带衰减>100dB）可有效防止信号混叠。

参考信号通道

锁相放大器的参考信号可以采用仪器内部数字合成的参考信号，也可以根据用户实际需求由外部引入正弦波或方波信号。当OE2041设置为内部参考信号模式时，仪器内部的高精度振荡器和数字合成算法将生成用于与输入信号相乘的正弦波信号，此时内部参考信号几乎不受相位噪声的影响。通过数字移相技术，参考信号的相位分辨率可达到0.001deg。在这种模式下，OE2041可在DC至80 MHz的频率范围内正常工作。 当OE2041设置为外部参考信号模式时，正弦波信号和TTL逻辑电平均可作为外部参考信号，这一信号会被内部数字锁相环锁定。基于参考信号的频率，OE2041可以对信号同频及其谐波进行检测，最大谐波信号频率可达基频的10000 倍，但最大谐波频率不能超过仪器最大工作频率的 80 MHz。

数字调制器和输出滤波器

OE2041 的关键部件是数字解调器。与传统的模拟锁相放大器相比，OE2041 的内部数字解调器可有效抑制直流漂移和偏移引起的测量误差。此外，通过优化数字解调器内部相干信号的乘法运算，可将计算误差降至最低，从而使仪器能够准确检测输入的微弱信号。OE2041拥有6个双相解调器，时间常数可在100ns 到3 ks范围内灵活设置（50μHz至1.6 MHz），可选择 6、12、18、24、30、36、42 和 48 dB/oct 滚降（1到8阶）。该低通数字滤波器是通过采样率为250MHz的高性能数字滤波器实现的。

OE2041中使用的数字解调和低通滤波器保证了高动态储备（>120dB）和精确的相位（相位误差<1deg）。此外，当输入信号的频率低于1MHz 时，同步滤波器能快速消除信号谐波的影响，确保仪器在快速响应的同时，准确检测低频信号。

内部振荡器

OE2041的2个内部振荡器可产生DC至80 MHz的低失真（-75 dBFS）正弦参考信号，频率分辨率高达1 nHz。参考信号的频率和振幅可通过 OE2041的前面板或通信接口进行设置。当 OE2041 设置为外部参考模式时，内部参考信号与外部参考信号锁相。

信号发生器

OE2041利用16位高精度数模转换器 (DAC) 输出与内部参考信号频率相同的正弦波信号，正弦波的最大振幅为2Vrms，精度为 0.1μVrms，频率范围为DC至10MHz/80MHz。输出正弦波的振幅和相位可通过OE2041的显示屏进行设置。

彩色显示屏

OE2041配备了一块5.6英寸的TFT-LCD彩色显示屏，作为仪器的主要显示界面，并可通过键盘实现对仪器的全方位独立控制。该仪器所能够检测到的数据，例如：信号的X值、Y值、R值、θ值，可通过数值图、条形图、全数据显示等方式来显示。