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技術應用 | Application Notes

2025/0425

【Zurich Instruments】SHFLI 鎖相放大器:突破高頻測量的極限

Zurich Instrument 

Zurich Instruments SHFLI 鎖相放大器:突破高頻測量的極限

 

現今的高頻測量技術正朝向更快、更精確的方向發展,Zurich Instruments 推出的 SHFLI 鎖相放大器(Lock-in Amplifier)便是這場技術革新的佼佼者。

 

SHFLI 不僅提供卓越的性能,還具備強大的數位處理能力,讓研究人員和工程師能夠在微波頻段進行高靈敏度測量。
 
技術特色與優勢
  • 超寬頻率範圍:SHFLI 擁有直流至8.5 GHz的測量範圍,無需額外的外部混頻器,即可直接進行微波與高頻測量。
  • 雙通道鎖相技術:支援兩個獨立的鎖相放大器,可同步處理多個信號,適用於雙頻測量和相干偵測應用。
  • 高動態範圍:超過 120 dB 的動態範圍確保了在極低訊號強度下仍能進行精確測量。
  • 全數位化信號處理:採用 Zurich Instruments 獨有的數位鎖相技術(DPLL),結合 FPGA 架構,即時處理訊號並提供即時數據分析。
  • 直覺化 LabOne 軟體:透過 Zurich Instruments LabOne 控制軟體,使用者可輕鬆操作 SHFLI,進行頻譜分析、時間域測量及相位鎖定等功能。
  • 功能完善的應用程式介面:可支援各主流程式語言(LabVIEWTM、MATLAB®、C, .NET 以及Python)進行全功能自動化控制以及數據採集。
為什麼選擇 Zurich Instruments SHFLI?
傳統的鎖相放大器在高頻測量時往往需要額外的混頻器與放大器,而 SHFLI 的直接測量技術大幅減少了訊號處理的複雜度與雜訊影響。
此外,其高度整合的數位架構確保了測量的穩定性與靈活性,適合各類前沿科學與工程研究。
 
可能應用領域
傳感器:MEMS、NEMS、表面聲波、量子探測
光學:超快鎖模雷射、泵浦-探測光譜學、光學鎖相環、奈米光機械
自旋量子位元:量子位元狀態讀取


SHFLI 可用選項

SHFLI-MF

主要特點

6 個額外振盪器
所有解調器可自由選擇振盪器
在量測視窗內可任意選擇所有 8 個解調器的頻率
在測量視窗內,最多可結合 8 個正弦信號的輸出加法器

SHFLI-PID  ( Quad PID/PLL Controller Option )

主要功能
  • 4 個獨立的 PID 控制器
  • 輸入選擇包括 X、Y、振幅和相位的解調器資料
  • 輸出選擇包括輸出振幅、振盪器頻率、解調器相位
  • 解調器相位資料的相位解包 (± 1024 π)
  • 用於導數分支的低通濾波器

SHFLI-MOD ( Modulation Analysis Option ) 

主要功能
  • 同步側頻調變與解調
  • 2 個獨立的 AM/FM 調變單元,每個單元有 3 個頻率元件
  • 每個頻率元件的濾波器設定可調整
  • 雙調變器(訊號輸出)配置
  • 諧波邊帶分析(2 個邊帶)
  • 邊帶分離(單邊帶調製)

 

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