Синхронные (Lock-in) усилители

Компания Специальные Системы. Фотоника предлагает настольные цифровые синхронные усилители в диапазоне частот от 1 мГц до 60 МГц. Чувствительность от 1 нВ до 1 В. Постоянная времени от 30 нс до 4 кс. Динамический резерв > 120 дБ. Автоматическая настройка. Интерфейсы RS-232, USB, IEEE-488, Ethernet. Одно- и двух- канальные, а также компактные.

Зачем использовать синхронные усилители?

Для того, чтобы ответить на вопрос обратимся к примеру: предположим, что сигнал представляет собой синусоиду 10 нВ на частоте 10 кГц. Ясно, что требуется некоторое усиление, чтобы поднять сигнал выше шума. Хороший малошумящий усилитель будет иметь около 5 нВ/√Гц входного шума. Если полоса пропускания усилителя составляет 100 кГц, а коэффициент усиления равен 1000, мы можем ожидать, что на выходе будет 10 мкВ сигнала (10 нВ × 1000) и 1,6 мВ широкополосного шума (5 нВ/√Гц × √100 кГц × 1000). Нам не удастся измерить выходной сигнал, если мы не выделим интересующую нас частоту.

Если мы проследим за усилителем с полосовым фильтром с добротностью (Q) = 100 (ОЧЕНЬ хороший фильтр) с центральной частотой 10 кГц, будет обнаружен любой сигнал в полосе пропускания 100 Гц (10 кГц/Q). Шум в полосе пропускания фильтра составит 50 мкВ (5 нВ/√Гц × √100 Гц × 1000), а уровень сигнала по-прежнему будет 10 мкВ. Выходной шум намного больше, чем сигнал, и точное измерение не может быть выполнено. Дальнейшее усиление не решит проблему отношения сигнал/шум.

Теперь рассмотрим усилитель, использующий фазочувствительный детектор (PSD). PSD может обнаруживать сигнал на частоте 10 кГц с полосой пропускания всего 0,01 Гц! В этом случае шум в полосе обнаружения составит 0,5 мкВ (5 нВ/√Гц × √,01 Гц × 1000), а сигнал по-прежнему будет 10 мкВ. Отношение сигнал/шум теперь равно 20, и возможно точное измерение сигнала.

Применение синхронных (Lock-in) усилителей:

• Сканирующие микроскопы -  AFM, STM, SPM
• Материаловедение - подвижность носителей, плотность носителей, эффект Холла, ультразвуковые материалы
• Оптические эксперименты -  спектральный анализ, спектральные измерения, ТГц измерения, TDLAS
• Измерения датчиков -  гироскоп, фотоэлектрический датчик, резонатор, акселерометр
• Магнитные датчики - SQUID, NV-центры, атомный магнитометр, VSM
• Биомедицина - микрофлюидика
• Квантовые технологии - квантовое зондирование, квантовый транспорт, кубиты, квантовые вычисления

Специалисты компании «Специальные Системы. Фотоника» будут рады предоставить Вам любую дополнительную информацию и подобрать оптимальное решение под Ваш бюджет. Для составления заказа или получения консультации обратитесь к специалистам нашей компании.