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VHFLI是瑞士蘇黎世儀器公司最近推出的新鎖相放大器，作為備受期待的產(chǎn)品，具有更優(yōu)秀的硬件性能和更豐富的軟件功能。除了繼承蘇黎世儀器前幾代鎖相放大器強(qiáng)大的信號(hào)分析功能外，現(xiàn)在更是能讓鎖相放大器成為您實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間管家，不管是產(chǎn)生信號(hào)，檢測(cè)信號(hào)，觸發(fā)外部?jī)x器等動(dòng)作都可以在VHFLI上通過(guò)Timeline按照你想要的時(shí)間協(xié)議輕松完成！

核心新功能：Timeline模塊，AWG模塊，算數(shù)單元模塊

核心參數(shù)：

Timeline模塊

以往的鎖相測(cè)試，對(duì)于有嚴(yán)格時(shí)間序列的脈沖實(shí)驗(yàn)，往往需要配備外部延遲發(fā)生器精確產(chǎn)生各個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置的控制信號(hào)。實(shí)驗(yàn)人員要計(jì)算各個(gè)信號(hào)線路之間引進(jìn)來(lái)的額外延遲，而且還有實(shí)驗(yàn)在不同實(shí)驗(yàn)室重復(fù)性差，靈活性不足等缺點(diǎn)。針對(duì)這樣的鎖相放大器使用痛點(diǎn)，蘇黎世儀器開(kāi)發(fā)出了協(xié)調(diào)連續(xù)波與脈沖測(cè)量方案的新鎖相放大器VHFLI 。

對(duì)于特定應(yīng)用方向的實(shí)驗(yàn)，例如泵浦探測(cè)，掃描顯微鏡等，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室儀器搭建方案，鎖相放大器是用外部TTL信號(hào)觸發(fā)采集特定感興趣的信號(hào)。但是VHFLI改變了這種傳統(tǒng)的方法，將鎖相放大器作為我們實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間主控器，由VHFLI統(tǒng)一產(chǎn)生AWG脈沖信號(hào)，觸發(fā)信號(hào)，自定義解調(diào)信號(hào)的持續(xù)時(shí)間和延遲，達(dá)到一機(jī)多用的目的。這樣可以減少實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的數(shù)量，節(jié)約實(shí)驗(yàn)人員寶貴的精力，使其更專(zhuān)注于研究而非設(shè)備之間的整合。

圖1. VHFLI Timeline模塊

從Timeline模塊的示意圖中可以看出來(lái)，在信號(hào)輸出部分我們可以自定義想要從鎖相放大器輸出的波形，結(jié)合AWG功能。以此產(chǎn)生例如控制電光調(diào)制器，外部器件調(diào)制信號(hào)等特殊波形的信號(hào)。在下方的時(shí)間軸上，觸發(fā)輸出，信號(hào)輸出，解調(diào)器窗口都可以按照自己確定的時(shí)間長(zhǎng)度，延遲來(lái)規(guī)定各個(gè)動(dòng)作，這樣的功能無(wú)疑可以大大降低脈沖實(shí)驗(yàn)的布置時(shí)間和成本。并且提高實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性和可信度（不再需要實(shí)驗(yàn)人員計(jì)算線纜之間額外帶來(lái)的延遲）

AWG模塊

此外我們的VHFLI還配備了以往高頻鎖相系列才配備的AWG任意波形發(fā)生器功能。AWG延續(xù)了蘇黎世儀器優(yōu)秀的AWG編程理念，根據(jù)內(nèi)置的波形函數(shù)快速產(chǎn)生相應(yīng)的常用波形，支持多個(gè)波型的相加，相乘，粘接，切片等操作。此外支持IQ調(diào)制，多頻復(fù)用等調(diào)制信號(hào)輸出，讓您全帶寬訪問(wèn)包絡(luò)信號(hào)。更多AWG功能請(qǐng)持續(xù)關(guān)注我們后續(xù)更新的內(nèi)容。

圖2. AWG模塊示意圖

算數(shù)單元模塊

算術(shù)單元（AU）選項(xiàng)卡支持用戶實(shí)時(shí)定義對(duì)解調(diào)器數(shù)據(jù)進(jìn)行的算術(shù)運(yùn)算。運(yùn)算結(jié)果可輸出至輔助輸出接口或儀器內(nèi)部其他功能模塊例如PID。此模塊對(duì)于需要對(duì)不同解調(diào)器進(jìn)行實(shí)施運(yùn)算并后續(xù)以此為基礎(chǔ)進(jìn)一步處理的客戶，例如DFRT掃描顯微鏡應(yīng)用方向的實(shí)驗(yàn)人員，是必要的。

圖3. 算數(shù)單元模塊示意圖

VHFLI除了在軟件上豐富功能，硬件上更是提升鎖相放大器的關(guān)鍵指標(biāo)。

1.頻率范圍

VHFLI的解調(diào)頻率最高可擴(kuò)展至200Mhz（搭配VHF-F200M選件）。更寬的頻率范圍意味著可以進(jìn)行更廣泛范圍的測(cè)量應(yīng)用。對(duì)于瞬態(tài)變化的阻抗測(cè)試，泵浦探測(cè)等高頻率，嚴(yán)苛的信號(hào)條件的實(shí)驗(yàn)，VHFLI也能擔(dān)任檢測(cè)儀器的重任。

2.低通濾波器帶寬

作為鎖相的核心參數(shù)，低通濾波器時(shí)間常數(shù)提升至14ns-21s。這意味著我們低通濾波器的帶寬最高提升至11Mhz，這樣大的帶寬允許鎖相解調(diào)測(cè)量出變化更快的信號(hào)，捕捉以往難以捕捉的瞬態(tài)信息。

3.輸入通道

VHFLI在機(jī)身上就有電流輸入，差分電壓輸入通道。方便信號(hào)從高源阻抗輸出，更適合電流測(cè)量的客戶快速進(jìn)行電流信號(hào)檢測(cè)。輸入通道高達(dá)2GSa/S的A/D轉(zhuǎn)化速率，幫助客戶不遺漏信號(hào)的任何細(xì)節(jié)。

4.噪聲

VHFLI的電壓噪聲≤3nV/√Hz@30KHz。更低的機(jī)器噪聲意味著我們可以測(cè)試更微弱的信號(hào)，對(duì)于信噪比非常差的信號(hào)，VHFLI依靠其超低的噪聲幫助客戶從嚴(yán)峻的噪聲環(huán)境中提取出有用的信號(hào)。

5.傳輸速度

解調(diào)傳輸速度直接影響了測(cè)試結(jié)果的時(shí)間分辨率。高達(dá)2MSa/S的傳輸速率，讓您得到亞微秒級(jí)別的時(shí)間精度的解調(diào)結(jié)果。配合門(mén)控解調(diào)器的開(kāi)關(guān)，傳輸速率還能達(dá)到更高。

HF2LI作為蘇黎世鎖相放大器的經(jīng)典產(chǎn)品，即將退出市場(chǎng)。作為HF2LI的替代品，VHFLI不僅具有新的軟件功能還擁有更優(yōu)秀的硬件參數(shù)，完全可以作為HF2LI的上位替代。下表詳細(xì)羅列了HF2LI和VHFLI的主要參數(shù)對(duì)比。

VHFLI依靠其率先布置的Timeline模塊，結(jié)合AWG模塊，徹底顛覆了鎖相放大器需要依靠外部延遲發(fā)生器才能進(jìn)行脈沖實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀。

蘇黎世儀器依靠20年在鎖相放大器上的技術(shù)積累不斷推陳出新，從第一臺(tái)集成反饋回路功能、多頻測(cè)量、邊帶分析和任意波形生成功能的數(shù)字鎖相放大器到現(xiàn)在可以無(wú)縫布置在脈沖和連續(xù)波實(shí)驗(yàn)上的VHFLI，每一步都極大方便了實(shí)驗(yàn)人員的科研實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)布置和操作。

正如Zurich Instruments首席執(zhí)行官Andrea Orzati所說(shuō)的"許多研究實(shí)驗(yàn)室面臨著復(fù)雜的設(shè)置、多臺(tái)儀器同步以及耗時(shí)的硬件搭建等挑戰(zhàn)，這些因素影響了實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，限制了創(chuàng)新和突破的專(zhuān)注度。通過(guò)將多種功能整合到一個(gè)多功能且價(jià)格合理的平臺(tái)中，解決了這些挑戰(zhàn)。它使實(shí)驗(yàn)室能夠以更少的資源完成更多工作，更快地運(yùn)行復(fù)雜實(shí)驗(yàn)，獲得更深入的見(jiàn)解，讓研究人員能夠自由地專(zhuān)注于最重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。"

• 通過(guò)同時(shí)運(yùn)行示波器、掃描儀、頻譜分析儀等多種工具，從多個(gè)維度全面觀察您的信號(hào)。

• 通過(guò)LabOne時(shí)間線模塊協(xié)調(diào)脈沖、觸發(fā)、測(cè)量與控制器，統(tǒng)一編排您的測(cè)量序列。

• 快速建立精確的多通道電流與電壓測(cè)量，并具備超低本底噪聲。

• 借助極短的時(shí)間常數(shù)捕捉快速信號(hào)動(dòng)態(tài)，并提升數(shù)據(jù)吞吐量。

• 高效使用LabOne圖形用戶界面與應(yīng)用程序接口，其具備用戶友好操作和實(shí)驗(yàn)室就緒的工作流程。

• 利用差分輸入最大化信號(hào)完整性。

• 通過(guò)算術(shù)單元對(duì)信號(hào)執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算。

• 以極具競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格享受業(yè)界領(lǐng)先的性能優(yōu)勢(shì)。