MFLI（500kHz/5MHz）低噪声锁相放大器
主要特点：
− 直流 - 500kHz/5MHz，60MSa/s，16位
− 电流和差分电压输入
− LabOne®软件包：示波器、参数扫描仪、频谱分析仪等
− 即插即用的基于浏览器的仪器控制软件LabOne
− USB 2.0和1 GbE高速连接
− 同时提供交流和直流供电（可连电池）
− 可在本地升级选件
功能图解:
① 前面板接口
MFLI的前面板上有1个电流信号输入、1个差分电压输入、1个差分信号输出、2个可作为参考输入的辅助输入和4个辅助输出。信号输入和输出既可以选择单端模式，也可以选择差分模式, 以满足实验的抗干扰要求。信号接地可以是仪器接地或信号输入的BNC屏蔽层。
② 后面板接口
后面板提供了更多BNC接口，包括2个触发输入、2个触发输出以及10MHz同步时钟的1个输入和1个输出。以及1个可访问所有DIO通道的SCSI接口。仪器可以使用标准90V-240V伏交流电源或12V的外部直流电源（例如外部电池组），可切断接地回路。
③ 电压和电流测量
仪器标配支持电压测量或电流测量，如需同时测量电流和电压则需要MF-MD多解调器选件的支持。模拟前端拥有可变输入阻抗和交流/直流耦合选择，以及高频过采样技术，来确保优越的锁相性能和示波器的高保真度。
④ 输出通道
锁相测量的结果（每个解调器的X、Y、R和Θ）可以通过以下方式使用：
− 前面板上的4个辅助模拟输出的任何一个都可以单独设置比例缩放和偏置，612 kSa/s的采样率确保所有解调信号分量都能在接口上可靠地使用。所有信号的带宽一致且高达200kHz。
− 通过USB 2.0或1 GbE传输到主机，并显示在LabOne®用户界面上，信号可以由任一LabOne工具进行分析，或简单地点击几下鼠标将其存储在本地。
− 仪器提供2个USB口，都可以把数据保存在USB存储设备上。
⑤多设备同步
带多台仪器同步功能，这样就能在一台MFLI界面中，操作多台MFLI：
− 用一个LabOne软件界面和API来操作所有的MFLI
− 锁定所有各台MFLI的相位、时钟和振荡器
− 同步时间戳和采样率，以实现测量数据的同步
产品规格参数
一般规格 | |
贮存温度 | +5°C 至 +65°C |
贮存相对湿度 | < 95%, 无凝结 |
运行温度 | +5°C 至 +40°C |
运行相对湿度 | < 90%, 无凝结 |
规格温度 | +18°C 至 +28°C |
功耗 | < 40 W |
直流供电 | 12 V， 2 A |
交流供电 | 100 - 240 V (±10%), 50/60 Hz |
交流保险丝 | 250 V， 2 A， fast， 5 x 20 mm， F 2A L 250V |
尺寸（含缓冲） | 28.3 x 23.2 x 10.2 cm |
重量（含缓冲） | 3.8 kg |
推荐校准间隔 | 2年 （详见背面板贴纸） |
保质期 | 1 年，可延长 |
解调器 | |
频率范围 | 0 - 500 kHz； 0 - 5 MHz (参见 MF-F5M 升级选件) |
解调器数量 | 1 个双相位，包含X， Y， R，Θ； 4 个（需要 MF-MD 升级选件） |
解调器输入信号 | 信号输入(V/I)，辅助输入，辅助输出，触发输入 |
滤波器时间常数 | 337 ns - 83 s |
滤波器带宽 (-3 dB) | 276 µHz - 206 kHz (4阶) |
谐波 | 1 - 1023 |
滤波器斜率 | 6，12，18， 24， 30， 36， 42， 48 dB/oct |
额外滤波器 | Sinc |
相位分辨率 | 10 µdeg |
频率分辨率 | 1 µHz |
辅助输出采样率 | 612 kSa/s (对每个辅助输出)，18位， ±10 V |
1GbE 连接下最大传输速率 | 200 kSa/s (对全部解调器)， 全范围48位 |
使用本地USB 闪存下最大传输速率 | 50 kSa/s (对全部解调器)， 全范围48位 |
数据传输触发模式 | 连续，边缘触发，门控 |
参考信号 | |
外部参考信号频率范围 | 1 Hz - 500 kHz； 1 Hz - 5 MHz (参见 MF-F5M 升级选件 ) |
外部参考信号输入 | 辅助输入，触发输入，辅助输出，电流信号输入，电压信号输入 |
外部参考信号锁定时间 | 一般低于100周期或1.2 ms中的最大值 |
外部参考信号数量 | 1; 2（需要 MF-MD 升级选件） |
内置参考信号频率范围 | DC - 500 kHz； DC - 5 MHz (参见 MF-F5M 升级选件) |
示波器 | |
输入通道 | 信号输入（V，I），辅助输入，辅助输出，触发输入，触发输出，信号输出，振荡器相位 |
示波器模式 | 时域，频域（FFT） |
显示通道数量 | 1； 2 （需要MF-DIG 升级选件） |
触发通道 | 信号输入（V，I），辅助输入，辅助输出，触发输入，触发输出 |
触发模式 | 边缘 |
触发迟滞 | 全输入范围 |
预触发 | 全样本范围 |
采样率 | 1.8 kSa/s 至 60 MSa/s |
纵向分辨率 | 16 位 |
每帧最大样本数 | 16 kSa； 2.5 MSa 每通道（需要 MF-DIG 升级选件） |
最低保持时间 | 1 ms |
带宽限制模式的纵向分辨率 | 通过降采样率平均，纵向分辨率增至24 位（需要 MF-DIG 升级选件） |
光标数学功能 | 位置，面积，跟踪，波拟合，峰值，直方图 |
频谱分析仪 | |
频率范围中心 | 0 - 500 kHz; 0 - 5 MHz (参见 MF-F5M 升级选件) |
频谱模式 | FFT(X+iY), FFT(R), FFT(Θ), FFT(f) and FFT((dΘ/dt)/2π) |
统计方式 | 幅值，频谱密度，功率 |
平均模式 | 无，指数移动平均 |
每频谱最大样本数 | 8 kSa |
最大频率覆盖 | 58 kHz |
窗函数 | 矩形, Hann, Hamming, Blackman Harris |
光标数学功能 | 位置，面积，跟踪，波拟合，峰值，直方图 |
参数扫描仪 | |
扫描参数 | 振荡器频率，解调器相位，辅助输出偏置，信号输出偏置等 |
扫描参数范围 | 全量程，线性或对数间距 |
扫描参数分辨率 | 任意，受起始终点和扫描点数量影响 |
显示参数 | 解调器输出(X， Y， R， Θ， f)，辅助输入 |
显示选项 | 单图，双图（波德图等），多曲线 |
统计方式 | 幅值，频谱密度，功率 |
预设测量模式 | 参数扫描，噪音幅值扫描，频率响应分析，3-omega扫描 |
电压信号输入 | |
接口 | 前面板2 个 BNC，单端或差分 |
外壳屏蔽 | 浮地，接地 |
最大浮地电压 | ±1 V |
输入阻抗 | 50 Ω 或 10 MΩ； 27 pF （>= 300 mV范围）或 35 pF （<= 100 mV范围） |
输入频率范围 | DC - 500 kHz； DC - 5 MHz (参见 MF-F5M 升级选件) |
输入A/D 转换 | 16 位, 60 MSa/s |
输入噪声幅值 | 2.5 nV/√Hz（>1 kHz，使用 3.3 mV 输入量程和并使用短路帽）; 7 nV/√Hz (10 Hz)， 40 nV/√Hz （1 Hz） |
输入噪声转折频率 | 一般100 Hz（<= 10 mV以下输入范围） |
输入电流偏置 | 一般±10 pA，最高 ±200 pA |
满量程输入灵敏度 | 3 V 量程下为 1 nV |
AC 输入范围 | ±1 mV， ±3 mV， ±10 mV， ±30 mV， ±100 mV， ±300 mV， ±1 V， ±3 V |
AC 耦合切断频率 | 1.6 Hz |
AC 耦合最高 DC 偏置 | ±10 V |
DC 输入范围 | ±1 mV， ±3 mV， ±10 mV， ±30 mV， ±100 mV， ±300 mV， ±1 V， ±3 V |
输入增益精度 | < 1% (< 2 MHz)；更高频会受模拟输入滤波器限制 |
模拟输入滤波器（抗混叠） | 1 dB 抑制（5 MHz）, 3 dB（12 MHz）; 3阶滚降 |
输入幅值稳定度 | 0.1%/°C |
输入幅值偏置 | 在0.5 mV 或 1% 输入范围中取较大值 |
动态储备 | 最大120 dB |
谐波失真 | 80 dBc （<= 100 kHz）； 65 dBc （<= 5 MHz）; 载波幅度 1 dBFS |
相干拾取 | < −140 dB （<= 5 MHz， 50 Ω输入阻抗） |
< −180 dB （<= 100 kHz，50 Ω输入阻抗） | |
电流信号输入 | |
接口 | 前面板BNC，浮地/接地 |
外壳屏蔽 | 浮地，接地 |
最大浮地电压 | ±1 V |
输入阻抗 | 参照MFIA User Manual 表格 5.9 |
输入频率范围 | DC - 500 kHz; DC - 5 MHz (参见 MF-F5M 升级选件) |
输入A/D 转换 | 16 位, 60 MSa/s |
输入噪声幅度 | 20 fA/√Hz （>100 Hz， 10 nA输入范围）； 200 fA/√Hz （>10 kHz， 1 µA输入范围）； 3.5 pA/√Hz （>1 MHz， 100 µA输入范围）； 300 pA/√Hz （>1 MHz, 10 mA输入范围） |
输入漏电流 | ±10 pA |
满量程输入灵敏度 | ±10 mA 量程下为 ±10 fA |
输入增益精度 | < 1% (当频率低于输入带宽的10%) |
输入偏置幅值 | 1% 输入量程 |
输入偏置电压 | 最大±2.2 mV |
动态储备 | 最大120 dB |
相干拾取 | < 90 GΩ （<= 5 MHz， 100 μA输入范围） |
< 140 TΩ （<= 100 kHz，10 nA输入范围） | |
差分信号输出 | |
接口 | 前面板2 个 BNC，单端或差分 |
输出阻抗 | 50 Ω |
输出频率范围 | DC - 500 kHz; DC - 5 MHz (参见MF-F5M升级选件) |
输出频率分辨率 | 1 µHz |
输出相位范围 | ±180° |
输出相位分辨率 | 10 µdeg |
差分输出 | 正弦波（180°相移） |
输出D/A 转换 | 16 位, 60 MSa/s |
输出幅值范围 | ±10 mV, ±100 mV, ±1 V, ±10 V (单端，高阻抗负载) |
输出功率 | 对每个BNC，24 dBm (±10 V, 250 mW) |
输出增益精度 | < 1% (100 kHz， 所有输出量程） |
最大输出驱动电流 | 100 mA |
输出幅值偏置 | ±1 mV 或 1% 输出量程的较大值 |
谐波失真 | 1V 以下输出量程：85 dBc （频率 < 100 kHz）， 60 dBc （频率 < 5 MHz）； 10V 输出量程： 80 dBc （< 100 kHz）， 50 dBc （< 5 MHz）， 载波幅值1 dBFS |
模拟加法器 | 辅助输入1 可被加到信号输出， ±10 V， DC - 2 MHz |
输出范围 | 输出噪声密度 |
10 mV | 43 nV/√Hz |
100 mV | 43 nV/√Hz |
1 V | 48 nV/√Hz |
10 V | 104 nV/√Hz |
辅助输入 | |
接口 | 前面板2 个 BNC |
A/D 转换 | 16 位, 15 MSa/s |
A/D 模拟带宽 | 5 MHz |
输入阻抗 | 1 MΩ |
幅值 | ±10 V |
分辨率 | 0.335 mV |
辅助输出 | |
接口 | 前面板4 个 BNC |
D/A 转换 | 18 位, 612 kSa/s |
D/A 模拟带宽 | 200 kHz |
输出阻抗 | 50 Ω |
幅值 | ±10 V |
分辨率 | < 85 µV |
驱动电流 | 20 mA |
噪声密度 | 高阻抗负载，200 µV/√Hz（大于 1 kHz） |
噪声RMS | 高阻抗负载，12 MHz 测量带宽下 90 µVrms |
触发输入 | |
接口 | 背面板2 个 BNC |
触发输入阻抗 | 1 kΩ |
外部参考频率范围 | 1 Hz - 500 kHz; 1 Hz - 5 MHz (参见 MF-F5M 升级选件) |
触发幅值范围 | ±5 V |
最低脉冲宽度 | 35 ns |
触发电平 | ±5 V, 3.66 mV 分辨率 |
触发迟滞 | < 20 mV |
触发输出 | |
接口 | 背面板2 个 BNC |
触发输出阻抗 | 50 Ω |
外部参考频率范围 | 1 µHz - 500 kHz; 1 µHz - 5 MHz (参见 MF-F5M 升级选件) |
触发幅值 | 5 V |
10 MHz 同步 | |
接口 | 背面板2 个 BNC，10 MHz 时钟输入和输出 |
10 MHz 输入，阻抗 | 50 Ω |
10 MHz 输入，频率范围 | 9.98 - 10.02 MHz |
10 MHz 输入，幅值范围 | 200 mV - 3 V |
10 MHz 输出，阻抗 | 50 Ω |
10 MHz 输出，幅值范围 | 1 Vpp （50 Ω）, 正弦 |
内置参考频率 | |
类型 | TCXO |
初始精度 | < ±1.5 ppm |
长期精度/老化 | 第一年< ±1 ppm |
短期稳定度(0.1 s) | < 2·10-10 |
温度系数 | 0.05 ppm/°C (@23°C) |
1 kHz下相位噪音 | -140 dBc/Hz |
10 kHz下相位噪音 | -150 dBc/Hz |
接口和其它规格 | |
PC接口 | LAN， 1 GbE； USB 2.0， 480 Mbit/s |
USB主机接口 | 背面板2 个，支持 WiFi 模块和大容量存储 |
DIO | 4 x 8位, 通用数字输入/输出，3.3 V TTL |
VHDCI 68 pin磁性接口 | |
内存 | 4.7 GB数据， 250 MB设定文件，250 MB日志文件 |
LabOne GUI的部署环境要求 | |
操作系统 | 任意，基于网络浏览器 |
输入设备 | 触屏，键盘，鼠标 |
CPU | 双核或以上，支持浏览器硬件加速渲染 |
浏览器 | Chrome， Firefox， Safari， Opera， Edge |
PC接口 | 1 GbE， 100 MbE， USB 2.0 |
LabOne API的部署环境要求 | |
操作系统 | Windows 8.x 64-bit， Windows 7 64-bit |
32-bit 和 64-bit of Linux， Ubuntu 14.04 LTS (i386， AMD64)， 64-bit 需要需要 IA32 扩展 | |
Mac OS X | |
CPU | AMD K8 (Athlon 64， Sempron 64， Turion 64等)， AMD Phenom， Intel Pentium 4， Xeon， Celeron， Celeron D， Pentium M， Celeron M， Core， Core 2， Core i5， Core i7， Atom |
内存 | 4GB+ |
PC接口 | 1 GbE， 100 MbE， USB 2.0 |
支持语言 | LabVIEW 2009 (32-bit， 64-bit)或更新； Python 2.6x， 2.7x (32-bit， 64-bit)； MATLAB 2009 或更新； C/C++ |
应用领域
− 材料科学：载流子迁移率、载流子密度、霍尔效应
− 输运测量：电导测量，2和4端子电阻测量
− 吸收光谱
− 传感和执行MEMS：陀螺仪、谐振器、加速度计
− 量子传感和量子输运：量子点和量子比特
− 磁性传感：SQUIDs, NV 色心, 原子磁强计，VSM
− 扫描显微镜：AFM、STM
− 噪声表征：噪声密度，互相关测量
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