QTLIA 微型双通道调制解调锁相放大器是以当今FPGA +ARM单片机的业界主流配置而设计。浮点数数字信号处理的计算任务由 FPGA硬件加速完成,而结果数据采集和上位机交互由ARM单片机处理。为了提高性价比,系统以独立双输入输出通道为原则设计,从而在单板上实现双路锁相通道的应用。
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锁相放大器使用了 PSD(Phase Sensitive Detector)——相位敏感检测器的技术,只有存在于特定参考频率的信号可以被挑选出来,而其他频率的噪声及干扰信号则不会被检出。它是用来检测极微弱的 AC 信号的高灵敏数据采集器,即使在噪声高于信号数千倍的情况下也可得到精确的测量。
传统的锁相放大器利用了模拟变频混频器和 RC 滤波器,它需要大量的模拟电路设计和优化模拟信号解调。现今,锁相放大器自身正在变革,先进的集成电路技术和快速数字信号处理(DSP)的应用替代了传统的模拟器件,可使其灵敏度及可靠性提高了数百倍。
本产品是以当今FPGA +ARM单片机的业界主流配置而设计。浮点数数字信号处理的计算任务由 FPGA硬件加速完成,而结果数据采集和上位机交互由ARM单片机处理。为了提高性价比,系统以独立双输入输出通道为原则设计,从而在单板上实现双路锁相通道的应用。比如,一路通道可用作测量信号,而另一路可用作参考信号;亦或一路做一次谐波解调,而另一路做二次谐波解调。双路低噪声模数转换器将模拟信号采样,转换成了两路独立的数字数据流,紧接着由 FPGA 运算结果。FPGA 的计算结果能够被传送到ARM单片机做进一步的低速信号处理,然后通过串行通讯端口传送至上位机或PC机。锁相解调结果也可直接通过辅助数模转换器(AUX_DACs)转换为模拟信号输出。而直接数字合成器(DDS)则被用来产生模拟信号输出给两路高速数模转换器(DACs),对激光器或其他发射器进行外部调制。
综述 |
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尺寸大小 |
外壳 15.4x15.4x7.6cm3, 裸板 10x11x1.1cm3 超小型OEM板 5.5x11x1.1cm3 |
重量 |
670g (含外壳), 250g(裸板) |
电源供应 |
DC 5V/2A (含电源板) |
模拟输入 |
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频率范围 |
AC–0.5MHz |
输入阻抗 |
50 ohm |
输入噪声 |
10nV/Hz1/2 (>10 kHz) |
电压范围 |
-1V to +1V |
输入增益 |
1, 10 |
模/数转换 |
14 bit; 4 MSa/s |
模拟输出 |
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输出 |
2 channels; -1V to +1V |
频率范围 |
DC–0.5MHz |
数/模转换 |
16 bit |
锁相解调器 |
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解调器数量 |
2 channels |
时间常量 |
10ms, 100ms(可依用户需求制定) |
过滤带宽(Hz) |
1000, 100(可依用户需求制定) |
谐波 |
1F, 2F, 3F, 4F |
参考相位分辨率 |
1.0 degree |
辅助输出(AUX_DAC) |
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输出通道数量 |
2 channels; -10V to +10V |
数/模转换器 |
16 bit |
数/模模拟带宽 |
10 kHz |
上位机接口 |
USB虚拟串口 |
PID控制 |
可依用户需求定制 |