HF2LIは、DC〜50 MHzの周波数範囲をカバーするデジタルロックインアンプです。 これは、ジャイロスコープなどのMEMSデバイスの特性評価やマイクロ流体の分野での測定に最適な機器です。 HF2LIには、統合制御ソフトウェアLabOneが搭載されており、オシロスコープ、スペクトラムアナライザ、スイーパなどを備えたWebベースのユーザインターフェイスを提供します。 多くのアップグレードオプションによりHF2LIの機能を拡張し、さまざまなアプリケーションに適応させることができます。 さらに、HF2LIとHF2TA電流アンプを組合せることで、電流を直接読み出すことが可能になります。
主な特長
- 210 MSa/s、DC ~ 50 MHz
- 2個の独立ロックインユニット、2つの信号出力
- 1ロックイン入力あたり1個の基本波、2個の高調波を復調可
- 4個のAUX出力、2個のAUX入力
- USB 2.0、480 Mbit/s
- LabOne®ツールセット:オシロスコープ、パラメータスイーパ、スペクトラムアナライザを搭載
- センサ & アクチュエータ:MEMSジャイロスコープ、加速度計
- マイクロ流体計測・制御
- 非線形イメージング:CARS、SRS、テラヘルツなど。
- レーザー分光法
- 原子間力顕微鏡(AFM)、走査型プローブ顕微鏡(SPM)
- 非破壊検査(NDT)
- 医療機器
マルチデバイス同期(MDS)を使用すると、複数のHF2LIを複数チャネルをもった一つのデバイスのように操作できます。
- 一つのLabOneユーザーインターフェイスとLabOneAPIからすべての機器を操作します。
- デバイスのクロックと各発振器の位相をロックします(位相関係の安定化)。
- 測定データの自動同調のためにタイムスタンプとサンプリングレートを同期します。
MDSについては こちらに詳しい情報がございます。
高精度信号入力
HF2LIの2個の信号入力は、低ノイズに測定できるよう最適化されています。 またアナログ帯域幅の4倍の210 MSa/s のサンプリングレートにより、エイリアシングを起こさずに、信号を完全に取り込みます。
信号出力
HF2LIはDCから50 MHzの最大6個の正弦波を合成することのできる、二つの高周波信号出力があります。HF2LI-MFマルチ周波数オプションにより、それぞれの出力コンポーネント毎の振幅、周波数および位相シフトを設定できます。
デモジュレータ及びフィルタ
HF2LIは6個の2位相デモジュレータを備えています。各デモジュレータは、時定数 (1μsから500 sまで、80μHzから200 kHzまでの信号帯域幅に対応) 、およびフィルター次数(1次から8次)でフィルタ特性を設定できます。 このフィルタは128ビットのデジタルアーキテクチャで実装されています。 これにより、従来のアナログ機器に比べ、より高いダイナミックリザーブ、ゼロドリフト、正確な位相シフト、および直交性といった利点が得られます。
統合ツールセット
統合されたオシロスコープ機能は2048サンプル分のメモリを持ち、入力信号を時間軸、またはスペクトル表示をすることができます。この機能により、入力信号及び発振器の信号をいつでもモニタできるため、最適な設定をすばやく見つけることができます。周波数特性アナライザ機能は、詳細な周波数特性のプロットが可能です。 FFTスペクトラムアナライザ機能により、復調した信号の高分解能スペクトラム表示ができます。
ロックイン動作モード
Internal reference mode | Single and dual lock-in |
External reference mode | Single and dual lock-in |
Auto reference mode | Single and dual lock-in |
Dual-harmonic mode | 1 fundamental + 2 harmonics (simultaneous) |
Multi-harmonic mode | 1 fundamental + 5 harmonics (simultaneous), with HF2LI-MF |
Arbitrary frequency mode | 6 frequencies, with HF2LI-MF |
HFアナログ入力
Frequency range | DC - 50 MHz |
Input impedance | 50 Ω or 1 MΩ || 20 pF |
Input noise voltage | 5 nV/√Hz (above 10 kHz) |
Dynamic reserve | 120 dB |
Input range | ±3.3 V |
Input AC range | ±1.5 V (with DC coupling) |
Input full range sensitivity | 1 nV to 1.5 V |
A/D conversion | 14 bits, 210 MSa/s |
HFアナログ出力
Frequency range | DC - 50 MHz |
Output ranges | ±10 mV, ±100 mV, ±1 V, ±10 V |
Signal adder | ±10 V, DC to 50 MHz bandwidth |
D/A conversion | 16 bits, 210 MSa/s |
デモジュレータと参照信号
Number of demodulators | 6 dual-phase |
Output sample rate | On USB: up to 460 kSa/s On auxiliary outputs: 1 MSa/s |
Filter time constant | 1 µs - 500 s |
Filter bandwidth | 83 µHz - 200 kHz |
Filter slope | 6, 12, 18, 24, 30, 36, 42, 48 dB/Oct |
X, Y, R, Theta | 64-bit full range |
Reference frequency resolution | 0.7 µHz |
Reference phase angle resolution | 1.0 µ° |
オシロスコープ機能
Input channels | Signal inputs, signal outputs |
Scope modes | Time domain, frequency domain (FFT) |
Number of display channels | 1 |
Trigger channels | Signal inputs, signal outputs, oscillator phases, DIOs |
Trigger modes | Edge |
Sampling rates | 6.4 kSa/s to 210 Msa/s |
Vertical resolution | 14 bits |
Maximum number of samples per shot | 2048 |
Bandwidth limit mode, vertical resolution increase | Sample decimation, averaging |
Cursor math | Location, area, wave, peak, tracking, histogram |
スペクトラムアナライザ機能
Center frequency range | 0 - 50 MHz |
Spectrum modes | FFT(X+iY), FFT(R), FFT(Θ), FFT(f) and FFT((dΘ/dt)/2π) |
Statistical options | Amplitude, spectral density, power |
Averaging modes | None, exponential moving average |
Maximum number of samples per spectrum | 8.4 MSa |
Maximum span | 460 kHz |
Window functions | Rectangular, Hann, Hamming, Blackman Harris |
Cursor math | Location, area, wave, peak, tracking, histogram |
スイーパー機能
Scan parameters | Oscillator frequency, demodulator phase shift, auxiliary offset, signal output amplitudes, etc. |
Parameter sweep ranges | Full range, linear, logarithmic |
Parameter sweep resolution | Arbitrary, defined by start/stop value, number of sweep points |
Display parameters | Demodulator output (X, Y, R, Θ, f), auxiliary input |
Display options | Single plot, dual plot (e.g., Bode plot), multi-trace |
Statistical options | Amplitude, spectral density, power |
Preset measurement modes | Parameter sweep, noise amplitude measurement, frequency response analyzer, 3-omega-sweep |
AUX信号
High-speed outputs | 4 channels, ±10 V, amplitude, phase, frequency, X/Y, or user-defined |
D/A converter | 16 bits, 1 MSa/s |
D/A analog bandwidth | 200 kHz |
High-speed inputs | 2 channels, ±10 V |
A/D converter | 16 bits, 400 kSa/s |
A/D analog bandwidth | 100 kHz |
その他のインターフェース
Host connection | USB 2.0, 480 Mbit/s |
Pre-amplifier control bus | ZCtrl proprietary bus to control external pre-amplifiers |
Synchronization bus | ZSync proprietary bus to locally interconnect ZI instruments |
Digital I/O | 32 bits, general purpose |
一般仕様
Dimensions | 45 x 35 x 10 cm (19" rack) |
Weight | 6.2 kg |
Power supply | 110-120 V, 220-240 V, 50/60 Hz |
Operating temperature | +5 °C to +40 °C |
Operating environment | IEC61010, indoor location, installation category II, pollution degree 2 |
Operating altitude | Up to 2000 m |
Internal oscillator output | Sine, ±1 V, 10 MHz |
Internal oscillator initial accuracy | ±1.5 ppm |
Internal oscillator temperature coefficient | 0.05 ppm/C |
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