早期的儀器使用模擬電路技術(shù)、手動控制和開關(guān)，并通過指針面板輸出數(shù)據(jù)。后來，微處理器技術(shù)的引入提供了更為輕松的操作，如數(shù)字顯示輸出，而且支持計(jì)算機(jī)控制。最近，這種儀器的核心——模擬相敏檢波器也被DSP（數(shù)字信號處理器）所取代，進(jìn)一步地提升了它的性能。
但是，這種數(shù)字技術(shù)的引入也產(chǎn)生了一些新問題，它使儀器本身也成為了一個數(shù)字時鐘和開關(guān)噪聲的噪聲源，而這些噪聲通常會通過信號或內(nèi)部振蕩器來影響實(shí)驗(yàn)。當(dāng)然，這種噪聲會被儀器本身抑制，而且通常不會影響到儀器的性能。但是,在測試樣品或被測設(shè)備中消散的能量可能會導(dǎo)致嚴(yán)重的問題，特別是在低溫物理實(shí)驗(yàn)中。
基于這樣的實(shí)驗(yàn)需求，SIGNAL RECOVERY發(fā)明了精密鎖相放大器7124。它采用了的模擬光纖電纜把遠(yuǎn)程連接單元(RCU)與主控制臺相連接。在常規(guī)的操作中數(shù)字信號不能進(jìn)入RCU，這樣就消除了開關(guān)噪聲。
這種設(shè)計(jì)為信號檢測提供了具有所有DSP技術(shù)的儀器，它還有一個方便用戶操作的強(qiáng)大處理器。同時，它的低噪聲性能只有模擬鎖相放大器能達(dá)到。
信號和參考信號的連接
在通常的使用中，7124的輸入信號和參考信號的接入都通過RCU完成。信號的輸入模式可以在單端輸入和差分電壓輸入之間切換，或者通過選擇兩種互阻抗設(shè)置來使用電流輸入模式。它也可以在兩個單端輸入的電壓信號之間切換，通過計(jì)算機(jī)對兩個輸入信號進(jìn)行簡單地順序測量。
如果需要前置放大器，則可以連接SIGNAL RECOVERY的前置放大器，將其輸出端連接到7124的電壓輸入端。輸入模式的靈活選擇使7124可以在實(shí)驗(yàn)儀器連接時做到盡善盡美。此外，RCU能兼容模擬信號和TTL邏輯參考信號的輸入，以及精密DDS振蕩器的輸出，它能夠產(chǎn)生頻率、振幅可調(diào)的正弦波信號。
RCU通過5米的光纜與儀器的主控制臺相連接，該光纖以模擬信號的形式承載著信號和振蕩器的輸出，同時RCU控制信號和參考信號則是從這里以數(shù)字信號的形式發(fā)出的。但是，RCU內(nèi)不會通過連續(xù)的數(shù)字時鐘和振蕩信號，因此,與其他使用邏輯信號進(jìn)行操作的鎖相放大器不同，7124在信號連接器沒有數(shù)字開關(guān)噪聲。
| 信號輸入 – RCU單元 (7124RCU) | - |
| 電壓輸入 | - |
| 輸入模式 | A , -B單端輸入或差分輸入(A-B) |
| 頻率范圍 | 0.5 Hz < F < 150 kHz (–3dB) |
| 滿刻度靈敏度 | 2 nV to 1 V 按1-2-5順序步進(jìn) |
| 阻抗 – FET 輸入 | 10 MΩ // 25 pF, AC or DC coupled |
| 阻抗 – 雙極性輸入 | 10 kΩ // 25 pF, input must be DC coupled |
| 安全電壓輸入 | ±12.0 V |
| 電壓噪聲 | 5 nV/√Hz @ 1 kHz |
| 共模抑制比 | 隨著頻率范圍增加，> 100 dB @ 1 kHz以> 6 dB/octave下降 |
| 增益精度 | ±1.0% typ, ±2.0% max |
| 失真 | -90 dB THD (60 dB AC gain, 1 kHz) |
| 電流輸入 | - |
| 輸入模式 | 低噪聲(108 V/A) ，寬頻帶(106 V/A) |
| 滿刻度靈敏度 | - |
| 低噪聲 | 2 fA to 10 nA 按1-2-5順序步進(jìn) |
| 寬頻帶 | 2 fA to 1 µA 按1-2-5順序步進(jìn) |
| 頻率范圍 (-3 dB): | - |
| 低噪聲 | 0.5 Hz < F < 500 Hz minimum |
| 寬頻帶 | 0.5 Hz < F < 50 kHz minimum |
| 阻抗 | - |
| 低噪聲 | < 2.5 kΩ @ 100 Hz |
| 寬頻帶 | < 250 Ω @ 1 kHz |
| 噪聲 | - |
| 低噪聲 | 13 fA/√Hz @ 500 Hz |
| 寬頻帶 | 130 fA/√Hz @ 1 kHz |
| 增益精度 | ±2.0% typ, midband |
| 所有輸入模式 | - |
| 線路濾波器 | 50, 60, 100, 120 Hz 衰減 |
| 動態(tài)儲備 | > 100 dB |
| 接地 | BNC接地或1 kΩ電阻浮地 |
| 信號監(jiān)視幅度 | ±1 V FS.信號是經(jīng)過前置放大器和濾波器，在光傳輸之前 |
| 輸出阻抗 | 1 kΩ |
| 信號通道 – 主控制臺 | - |
| 輔助輸入 | - |
| 輸入模式 | 單端電壓輸入 |
| 阻抗 | 10 MΩ // 25 pF |
| 安全電壓輸入 | ±12.0 V |
| 滿刻度靈敏度 | 1 V |
| 信號監(jiān)視幅度 | ±1 V FS.信號是經(jīng)過前置放大器和濾波器，在光傳輸之前 |
| 輸出阻抗 | 1 kΩ |
| 參考通道 | - |
| 參考輸入 - RCU或主控制臺 | - |
| TTL 輸入 (后面板) | - |
| 頻率范圍 | 0.5 Hz to 150 kHz |
| 模擬輸入 (前面板) | - |
| 阻抗 | 1 MΩ // 30 pF |
| 正弦輸入電平 | 1.0 V rms* |
| 頻率范圍 | 0.5 Hz to 150 kHz |
| 方波輸入電平 | 250 mV rms |
| 頻率范圍 | 2 Hz to 150 kHz |
| 參考通道 | - |
| 相位設(shè)置分辨率 | 0.001° increments |
| 相位噪聲@ 100 ms TC, 12 dB/octave slope: | - |
| 內(nèi)部參考 | < 0.0001° rms |
| 外部參考 | < 0.01° rms @ 1 kHz |
| 正交性 | 90° ± 0.0001° |
| 采集時間 | - |
| 內(nèi)部參考 | 瞬間采集 |
| 外部參考 | 2 cycles + 1 s |
| 參考頻率測量分辨率 | 4 ppm or 1 mHz, whichever is the greater |
| 解調(diào)器和輸出處理 | - |
| 輸出零點(diǎn)穩(wěn)定性 | - |
| 數(shù)字輸出 | 無零點(diǎn)漂移 |
| 顯示 | 無零點(diǎn)漂移 |
| DAC模擬輸出 | < 100 ppm/°C |
| 諧波檢測 | -90 dB |
| 輸出濾波器 | - |
| 時間常數(shù) | 10 µs to 100 ks 按1-2-5順序步進(jìn) |
| 滾降斜率: | - |
| TC < 5 ms | 6 or 12 dB/octave |
| TC > 5 ms | 6, 12, 18 or 24 dB/octave |
| 同步濾波器 | Available for F < 20 Hz |
| 補(bǔ)償 | 自動補(bǔ)償和X，Y手動補(bǔ)償: ±300% full-scale |
| 相位測量精度 | < 0.01º |
| 參考監(jiān)視 | 當(dāng)前參考頻率的TTL信號，內(nèi)參考或外參考 |
| 振蕩器 – 概述 | - |
| 頻率 | - |
| 范圍 | 0.5 Hz to 150 kHz |
| 設(shè)置分辨率 | 1 mHz |
| 精度 | ± 50 ppm |
| 幅度 | - |
| 范圍 | 1 mV to 5 V |
| 設(shè)置分辨率 | 1 mV |
| 輸出阻抗 | 50 Ω |
| 掃描 | - |
| 頻率掃描 | - |
| 輸出范圍 | 0.5 Hz to 150 kHz |
| 掃描方式 | 線性或?qū)?shù) |
| 步速 | 1 kHz maximum (1 ms/step) |
| 幅度掃描 | - |
| 輸出范圍 | 0.000 to 1.000 V rms |
| 掃描方式 | Linear |
| 步速 | - |
| 主控制臺 | 20 Hz maximum (50 ms/step) |
| RCU | 1 Hz maximum (1 s/step) |
| 振蕩器輸出 – RCU | - |
| 幅度 | - |
| 精度 | ±1.0% 典型值 |
| 穩(wěn)定性 | 100 ppm/ºC |
| 失真(THD) | -80 dB @ 1 kHz and 100 mV rms |
| 振蕩器 - 主控制臺 | - |
| 幅度 | - |
| 精度 | ±0.2% 典型值 |
| 穩(wěn)定性 | 50 ppm/ºC |
| 失真(THD) | -80 dB @ 1 kHz and 100 mV rms |
| 數(shù)據(jù)緩存 | - |
| 大小 | 100,000 data points |
| 存儲速率 | - |
| 快速模式 | up to 1 MHz (X1, Y1, X2, Y2, ADC1, Demod I/P 1, Demod I/P 2) |
| 概況 | - | - |
| 主控臺 | 7124 RCU | |
| 電源要求 | - | - |
| 電壓 | 110/120/220/240 VAC | 110/120/220/240 VAC |
| 頻率 | 50/60 Hz | 50/60 Hz |
| 功率 | 40 VA max | 15 VA max |
| - | - | RCU with option 7124/99 |
| 電壓 | - | ±24.0 V DC |
| 電流 | - | +300 mA / –170 mA |
| 外觀 | - | - |
| 長 | 15½” (390 mm) | 15½” (390 mm) |
| 寬 | 7¼” (185 mm) | 7¼” (185 mm) |
| 高 | - | - |
| 帶底高度 | 7¼” (185 mm) | 3″ (75 mm) |
| 不帶底高度 | 6½” (170 mm) | 2½” (64 mm) |
| 重量 | 12.8 lb (5.8 kg) | 7.9 lb (3.6 kg) |
