輸入信號通道
鎖相放大器OE2031中所采用的低噪聲模擬前端放大器能夠有效地處理單端信號或者差分信號，其等效輸入噪聲為6nV/√Hz@100kHz。本通道的輸入阻抗50Ω或10MΩ，在滿量程輸出時能夠檢測到的輸入信號電平為1nV至1V。OE2031的動態(tài)范圍可以達(dá)到120dB以上，其可以根據(jù)輸入信號的幅度來調(diào)節(jié)內(nèi)部的可編程的增益放大器以改變整個系統(tǒng)的動態(tài)儲備。高精度的14位ADC的采樣率為250MSPS，在ADC前面的抗混疊濾波器能夠有效地防止信號混疊。
參考信號通道
OE2031數(shù)字鎖相放大器的參考信號可根據(jù)用戶的實際情況來選擇正弦波信號或者是方波信號，同時也可以利用儀器內(nèi)部數(shù)字合成的參考信號。當(dāng)OE2031設(shè)定為內(nèi)部參考信號模式時，儀器內(nèi)部的高精度振蕩器和數(shù)字合成算法能夠產(chǎn)生用于和輸入信號相乘的正弦波信號，此時的內(nèi)部參考信號幾乎不會受到相位噪聲的影響。利用數(shù)字移相技術(shù)，內(nèi)部參考信號的相位能夠達(dá)到0.001°的分辨率精度。本儀器的內(nèi)部參考信號模式能夠在1mHz至10 MHz的頻率范圍內(nèi)正常工作。此外OE2031也能夠使用外部參考信號模式，正弦波信號和TTL邏輯電平可作為外部參考信號。外部參考信號的上升沿或者下降沿會觸發(fā)內(nèi)部的鎖相環(huán)(PLL)?；趨⒖夹盘柕念l率，OE2031可以對信號諧波進(jìn)行檢測，其所能檢測到的諧波信號頻率是基頻的32767倍，但諧波頻率不能超過儀器的測量頻率10 MHz。
數(shù)字調(diào)制器和輸出濾波器
OE2031的核心部件是調(diào)制器。相比于模擬的信號乘法器，這款儀器內(nèi)部的數(shù)字調(diào)制器能夠有效地遏制直流偏移和失調(diào)所帶來的潛在測量誤差。同時，通過優(yōu)化該數(shù)字調(diào)制器內(nèi)部相干信號的乘法運算，使得其計算誤差為最小，保證儀器能夠精確的檢測出輸入的微弱信號。OE2031的時間常數(shù)可以設(shè)定在10ns至4.4ks之間。輸出低通濾波器的滾降速率可設(shè)定為6、12、18、24、32、36 、42和48dB/octave。這款低通數(shù)字濾波器是利用無限脈沖響應(yīng)（IIR)濾波器結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的，其信號處理的采樣率為250 MHz。OE2031采用的數(shù)字調(diào)制方法和濾波器結(jié)構(gòu)，保證其相對于模擬鎖相放大器來說擁有更高的動態(tài)儲備（>120dB)、精確的相位（相位誤差<1°)、零直流漂移和良好的正交性。此外，在輸入信號的頻率低于200 Hz時，OE2031可以開啟同步濾波器來消除參考信號的諧波影響，保證儀器能夠快速的檢測出有效的低頻信號。
振蕩器
鎖相放大器OE2031內(nèi)部振蕩器能夠給儀器提供低失真度(–80dBc)的參考信號。單一正弦波參考信號的頻率可以從1mHz變化至10MHz，同時所產(chǎn)生的參考信號的頻率分辨率能夠達(dá)到1mHz。利用OE2031的前面板或者計算機通信，能夠設(shè)定內(nèi)部振蕩器所產(chǎn)生的參考信號的頻率和振幅。而當(dāng)儀器選用外部參考信號模式時，內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生的信號與外部參考信號保持相位鎖定的關(guān)系。
信號發(fā)生器
基于16位的數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC），OE2031能夠產(chǎn)生頻率范圍在1mHz到10MHz之內(nèi)的正弦波信號，其信號頻率與儀器內(nèi)部的振蕩器有關(guān)，可以通過儀器的控制目錄能夠設(shè)定儀器所產(chǎn)生的正弦信號的幅值。OE2031的信號發(fā)生器所能產(chǎn)生的正弦波信號的幅值為1Vrms，分辨率為1uVrms。
顯示功能
OE2031選用的是5.6英寸的640×480分辨率的TFT彩色屏作為儀器的主顯示屏。本款鎖相放大器所能夠檢測到的數(shù)據(jù)，例如：信號的X值、Y值、R值、θ值，可以同時以數(shù)值、條形圖顯示等來顯示。
人工操作
在顯示測試數(shù)據(jù)的同時，TFT液晶屏也是用來顯示儀器的控制目錄的。結(jié)合儀器的主屏幕周圍的軟鍵和儀器前面板上的數(shù)值鍵盤，用戶能夠有效地調(diào)整儀器的工作參數(shù)，例如：輸入信號測量模式、參考方式、內(nèi)部振蕩器的頻率、正弦信號輸出幅值、以及界面顯示方式等。
自動功能
數(shù)字鎖相放大器OE2031可以自動調(diào)節(jié)儀器的工作參數(shù)以獲取針對不同的輸入信號而需要的測量模式。使用儀器的控制目錄中獨立的不同按鍵，用戶可以合理地調(diào)節(jié)儀器整體的增益、內(nèi)部參考信號的相位、動態(tài)儲備和儀器的顯示比例?；谧詣诱{(diào)節(jié)功能，儀器能夠自動簡易地測量出輸入的待測信號。
PC軟件操作
OE2031具有RS232，USB2.0和以太網(wǎng)三種接口，可以設(shè)置儀器的全部功能，保證用戶能夠在控制計算機上有效地使用OE2031的所有測試功能，包括設(shè)定儀器的合理控制參數(shù)和讀取儀器所測的數(shù)據(jù)。同時，為了使用戶能更加方便的使用各種功能，本款儀器配備有對應(yīng)的LabVIEW程序，可以實時讀取保存所測得的數(shù)據(jù)。這使得OE2031能夠簡單地應(yīng)用于復(fù)雜的科學(xué)實驗當(dāng)中。
信號通道
電壓輸入模式 單端或差分輸入
滿量程靈敏度 1 nV至1 V，以1-2-5的倍數(shù)順序步進(jìn)
輸入阻抗 可配置50 Ω//5 pF或者10 MΩ//5 pF，交流或直流耦合
共模抑制比 >70 dB至100 Hz，>50 dB至100 kHz
動態(tài)儲備 >120 dB
增益精度 標(biāo)準(zhǔn)0.2%(<1MHz)， 3%
噪聲性能
99.99 kHz時 3.5 nV/√Hz
輸入屏蔽接地 BNC (A, B)屏蔽層可直接接地或者通過1 kΩ電阻接至浮地
參考通道
輸入
頻率范圍 1 mHz至10 MHz
參考輸入 方波或正弦波
輸入阻抗 1 MΩ
方波參考電平
掃描顯微鏡 AFM、STM、SPM
材料科學(xué) 載流子遷移率、載流子密度、霍爾效應(yīng)、超聲材料
輸運測量 電導(dǎo)測量，阻抗測量
噪聲表征 噪聲密度，互相關(guān)測量
光學(xué)實驗 光譜分析、光譜測量、THz測量、TDLAS
傳感器測量 陀螺儀、光電傳感器、諧振器、加速度計
磁性傳感 SQUIDs, NV色心, 原子磁強計，VSM
生物醫(yī)療 微流控
