產品手冊
HF2LI 產品手冊
產品介紹
瑞士蘇黎世儀器 (Zurich Instruments) 的 HF2LI 是一款數字鎖相放大器，可測量的頻率范圍從直流 DC 到 50 MHz。它非常適合 MEMS（比如陀螺儀）應用和微流控應用的測量。HF2LI 配套了蘇黎世儀器的控制軟件 LabOne。該軟件提供了基于游覽器的用戶界面，并內置了頻譜分析儀、參數掃描儀和示波器等諸多功能。通過各類升級選件，可擴充 HF2LI 儀器的功能，使其進一步拓展到其它更多的應用中。另外，HF2LI 還能和 HF2TA 電流放大器結合使用，用來讀取電流信號。
應用領域
· 傳感和驅動：MEMS 陀螺儀，加速度傳感器
· 微流控
· 非線性成像：相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）、受激拉曼散射（SRS）、太赫茲等
· 激光光譜
· 原子力顯微鏡（AFM），掃描探針顯微鏡 （SPM）
· 非破壞性檢驗
· 醫療科技
多設備同步
通過多設備同步功能（MDS），我們可以像控制一臺多通道設備一樣控制多臺 HF2LI：
· 用一套LabOne UI或者LabOne API控制所有儀器。
· 可鎖相同步所有儀器時鐘與振蕩器，達到相位穩定。
· 同步時間戳與采樣率，自動對齊測量數據。
功能圖解
高精度信號輸入
HF2LI 的超低噪聲雙輸入通道，經過了的優化設計。高達模擬輸入帶寬 4 倍的 210 MSa/s 采樣率，能保證完整地采樣信號并抗混疊。
信號輸出
HF2LI 的雙路高頻輸出可以提供 DC 到 50 MHz 頻率范圍中 6 個正弦信號的線性組合。通過 HF2LI-MF 升級選件，還可以為每個正弦信號分量單獨設置幅值、頻率和相移。
解調器和濾波器
HF2LI 提供 6 個雙相解調器。每個解調器都可以單獨設置濾波器，包括從 1 μs 到 500 s 的時間常數（相當于 80 μHz 到 200 kHz 的解調帶寬）和 1 到 8 階的濾波器階數。這些濾波器基于*的 128 位數字架構。相比于傳統的模擬儀器，HF2LI 具備更高的動態儲備、無漂移、精確相移和正交性的特性。
- 集成軟件工具集
- LabOne 集成的示波器可存儲 2048 個采樣，可以直觀的顯示輸入信號時域和頻域圖。用戶可以實時看到輸入和輸出信號，并借此快速的設置參數。頻率響應分析儀可提供精確的頻率響應曲線。FFT 頻譜分析儀可用來顯示由鎖相放大器解調出的高分辨率頻譜圖。
規格
| 鎖相操作模式 | |
| 內部參考模式 | 單相和雙相鎖相 |
| 外部參考模式 | 單相和雙相鎖相 |
| 自動參考模式 | 單相和雙相鎖相 |
| 雙諧波頻率模式 | 單基波頻率和 2 個諧波頻率（同時） |
| 多諧波頻率模式 | 單基波頻率和 5 個諧波頻率（同時），需要 HF2LI-MF升級選件 |
| 任意頻率模式 | 6個頻率，需要 HF2LI-MF升級選件 |
| HF 模擬信號輸入 | |
| 頻率范圍 | 直流 - 50 MHz |
| 輸入阻抗 | 50 Ω 或 1 MΩ || 20 pF |
| 輸入電壓噪聲 | 5 nV/√Hz（高于 10 kHz） |
| 動態儲備 | 120 dB |
| 輸入范圍 | ±3.3 V |
| 交流輸入范圍 | ±1.5 V（包括直流耦合） |
| 滿量程輸入靈敏度 | 1 nV 至 1.5 V |
| A/D 轉換 | 14位，210 MSa/s |
| HF 模擬信號輸出 | |
| 頻率范圍 | DC - 50 MHz |
| 輸出量程 | ±10 mV, ±100 mV, ±1 V, ±10 V |
| 信號疊加 | ±10 V，帶寬 DC - 50 MHz |
| D/A 轉換 | 16位，210 MSa/s |
| 解調器和參考信號 | |
| 解調器數目 | 6 個雙相解調器 |
| 輸出采樣速率 | USB：高達 460 kSa/s 輔助輸出：1 MSa/s |
| 濾波器時間常數 | 1 µs - 500 s |
| 濾波器帶寬 | 83 µHz - 200 kHz |
| 濾波器斜率 | 6、12、18、24、30、36、42、48 dB/Oct |
| X, Y, R, Theta | 64 位滿范圍 |
| 參考頻率分辨率 | 0.7 µHz |
| 參考相位角分辨率 | 1.0 µ° |
| 示波器 | |
| 顯示通道 | 輸入信號，輸出信號 |
| 顯示模式 | 時域，頻域 (FFT) |
| 顯示通道數 | 1 |
| 觸發通道 | 輸入信號，輸出信號，振蕩器相位，DIO |
| 觸發模式 | 升降沿 |
| 采樣率 | 6.4 kSa/s 到 210 MSa/s |
| 垂直分辨率 | 14位 |
| 單次采樣長度 | 2048 |
| 帶寬限制模式，提高垂直分辨率 | 樣本抽取， 平均 |
| 光標計算 | 位置，區間，波形，峰值，追蹤，直方圖 |
| 頻譜分析儀 | |
| 中心頻率范圍 | 直流到 50 MHz |
| 頻譜模式 | FFT(X+iY), FFT(R), FFT(Θ), FFT(f) and FFT((dΘ/dt)/2π) |
| 統計選項 | 幅值，頻譜密度，功率 |
| 平均模式 | 無平均，指數移動平均值 |
| 每個頻譜的采樣長度 | 8.4 MSa |
| 跨度 | 460 kHz |
| 窗函數 | Rectangular, Hann, Hamming, Blackman Harris |
| 光標計算 | 位置，區間，波形，峰值，追蹤，直方圖 |
| 參數掃描儀 | |
| 掃描參數 | 振蕩器頻率，解調器相移，輔助偏置，信號輸出幅值等等 |
| 參數掃描范圍 | 全范圍，線性和對數軸 |
| 參數掃描分辨率 | 任意，由起止點和掃描點數定義 |
| 顯示參數 | 解調器輸出（X，Y，R，Θ，f），輔助輸入 |
| 顯示選項 | 單幅圖，雙幅圖（例如波特圖），多跡線 |
| 統計選項 | 幅值，頻譜密度，功率 |
| 預設測量模式 | 參數掃描，噪聲幅值測量，頻率響應分析，3-Omega 掃描 |
| 輔助信號 | |
| 高速輸出 | 4 通道，±10 V，幅值，相位，頻率，解調器 X/Y 數據或用戶定義 |
| D/A 轉換 | 16位，1 MSa/s |
| D/A 模擬帶寬 | 200 kHz |
| 高速輸入 | 2 通道，±10 V |
| A/D 轉換 | 16位，400 kSa/s |
| A/D 模擬帶寬 | 100 kHz |
| 其他連接 | |
| 主機連接 | 高速 USB 2.0，480 Mbit/s |
| 前置放大器控制總線 | ZCtrl 專有接口，可控制外部前置放大器 |
| 同步總線 | ZSync專有接口，可本地互聯 ZI 儀器 |
| 數字 I/O | 32位，通用接口 |
| 一般規格 | |
| 尺寸 | 45 x 35 x 10 cm（19 英寸機架） |
| 重量 | 6.2 kg |
| 電源 | 110-120 V, 220-240 V, 50/60 Hz |
| 工作溫度 | +5 °C 至 +40 °C |
| 工作環境 | IEC61010，室內，安裝類別II，污染等級2 |
| 工作海拔 | 2000 米 |
| 內部振蕩器輸出 | 正弦，±1 V，10 MHz |
| 內部振蕩器穩定性 | ±1.5 ppm |
| 內部振蕩器溫度系數 | 0.05 ppm/°C |
選件
HF2LI-MF 多頻選件
主要特點
- 適用于全部6個解調器的信號輸入開關矩陣
- 同時解調6個任意頻率
- 振蕩器開關矩陣
- 獨立的解調器濾波器設置（階數和時間常數）
HF2LI-PID 四通道 PID/PLL 控制器選件
主要特點
- 4 個可編程的 PID 控制器
- PID 調諧器和 PID 智能設置工具，包含 4 種模擬模型
- 靈活設置設定點：切換、外部、手動、級聯
- 抗飽和功能
- 算術單元
HF2LI-PLL 雙鎖相環選件
主要特點
- 2 個可編程的全數字鎖相環
- 可在大范圍內設置 PLL 帶寬
- PLL 智能參數設定，可用于調節目標帶寬
- 可配置的相位檢測器和 PID 控制器
- 的輸入輸出諧波失真
- 輔助輸出接口可輸出頻率偏移
- 與雙通道鎖相放大器高度集成
HF2LI-MOD AM/FM調制選件
主要特點
- 調幅和解調（同時進行）
- 調頻和解調（同時進行）
- 雙解調器（輸入）和雙調制器（輸出）配置
- 支持 AFM 的雙峰/多模式調制
- 諧波分析
- 邊帶分離（單邊調制）
- 支持AFM的雙模和多模調制
HF2TA 電流放大器選件
主要特點
- 50 MHz頻率范圍
- 2個獨立的放大通道
- 大范圍的精密跨阻抗增益設置（100 V/A至100 MV/A）
- 整合偏置調整/補償
- 低噪聲和低輸入泄漏
- 傳感器供電輸出
- HF2儀器專用接口（無PC直連）
