500kHz/5MHz全數(shù)字鎖相放大器MFLI

瑞士蘇黎世儀器 (Zurich Instruments) 的 MFLI 是一款數(shù)字鎖相放大器，為中頻和低頻范圍的測(cè)量設(shè)定了新標(biāo)桿。MFLI 提供兩種版本，適用于“直流至 500 kHz”和“直流至 5 MHz”的頻率范圍（并可在有需要時(shí)從500kHz升級(jí)到5MHz）。憑借精心開發(fā)的模擬和數(shù)字前端，結(jié)合FPGA，使得儀器具有高速數(shù)字信號(hào)處理功能。MFLI 將優(yōu)越的性能與出色的LabOne? 軟件包融合到了一起。嵌入式數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器可直接連接至任何能夠運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的設(shè)備。

MFLI 主要特點(diǎn)
?    直流 - 500 kHz / 5 MHz，60 MSa/秒，16 位
?    電流和差分電壓輸入
?    LabOne軟件包：示波器，參數(shù)掃描儀，頻譜分析儀，等等
?    即插即用的瀏覽器軟件 LabOne
?    USB 2.0 和 1 GbE 高速連接
?    同時(shí)提供交流和直流供電（可連電池）
?    可在本地升級(jí)選件

MFLI 鎖相放大器視頻介紹

MFLI 應(yīng)用
?    光學(xué)斬波器應(yīng)用
?    脈沖激光應(yīng)用（如高能激光）
?    材料研究
?    量子納米電子學(xué)
?    掃描隧道顯微鏡
?    低溫物理學(xué)
?    四端子檢測(cè)
?    地震測(cè)量

MFLI 可升級(jí)選件

中低頻鎖相放大器MFLI500k/5M可升級(jí)選件有：

（1）MF-DIG數(shù)字轉(zhuǎn)換器選件

（2）MF-F5M帶寬升級(jí)選件（由500kHz升級(jí)到5MHz）

（3）MF-MD多體解調(diào)器選件（增加3個(gè)解調(diào)器，升級(jí)后共有4個(gè)解調(diào)器和4個(gè)振蕩器）

（4）MF-MOD調(diào)幅/調(diào)頻選件（產(chǎn)生和解調(diào)調(diào)幅、調(diào)頻信號(hào)如載波信號(hào)、上邊帶信號(hào)、下邊帶信號(hào)）

（5）MF-PID PID控制器選件，包含2路鎖相環(huán)PLL選件

（6）MF-IA 阻抗分析儀選件

MFLI 功能圖解

• 前面板接口
  MFLI 的前面板上有 1 個(gè)電流信號(hào)輸入、1 個(gè)差分電壓輸入、1 個(gè)差分信號(hào)輸出、2 個(gè)可作為參考輸入的輔助輸入和 4 個(gè)輔助輸出。針對(duì)高抗噪聲干擾能力的實(shí)驗(yàn)，信號(hào)輸入和輸出既可以選擇單端模式，也可以選擇差分模式。信號(hào)接地可以是儀器接地或信號(hào)輸入的BNC屏蔽層。

• 電壓和電流測(cè)量
  儀器標(biāo)配支持電壓測(cè)量或電流測(cè)量，如需同時(shí)測(cè)量電流和電壓則需要 MF - MD 多解調(diào)器選件的支持。模擬前端擁有可變輸入阻抗和交流/直流耦合選擇以及高頻過(guò)采樣技術(shù)，來(lái)確保優(yōu)越的鎖相性能和波形的高保真度。

• 輸出通道
  鎖相測(cè)量的結(jié)果（每個(gè)解調(diào)器的 X、Y、R 和 Θ）可以通過(guò)以下方式使用：
  ?    前面板上的 4 個(gè)輔助模擬輸出的任何一個(gè)都可以單獨(dú)設(shè)置比例縮放和偏置，612 kSa/秒的采樣率確保所有解調(diào)信號(hào)分量都能在接口上可靠地使用。所有信號(hào)的帶寬一致且高達(dá) 200 kHz。
  ?    通過(guò) USB 2.0 或 1 GbE 傳輸?shù)街鳈C(jī)，并顯示在 LabOne? 用戶界面上，信號(hào)可以由任一 LabOne 工具進(jìn)行分析，或簡(jiǎn)單地點(diǎn)擊幾下鼠標(biāo)將其存儲(chǔ)在本地。
  ?   儀器提供2個(gè)USB口，都可以把數(shù)據(jù)保存在USB存儲(chǔ)設(shè)備上。

• 后面板接口
  后面板提供了更多 BNC 接口，包括 2 個(gè)觸發(fā)輸入、2 個(gè)觸發(fā)輸出以及 10 MHz 同步時(shí)鐘的 1 個(gè)輸入和 1 個(gè)輸出。以及 1 個(gè)可訪問(wèn)所有 DIO 通道的 SCSI 接口。儀器可以使用標(biāo)準(zhǔn) 90 - 240 V 伏交流電源或 12 V 的外部直流電源（例如外部電池組），可切斷接地回路。
  

MF 閾值單元

Zurich Instruments 推出了用于狀態(tài)檢測(cè)和硬件觸發(fā)的第一個(gè)功能單元，以及鎖相放大器和 PID 控制器測(cè)量的相關(guān)邏輯操作。 每個(gè) MFLI鎖相放大器和 MFIA 阻抗分析儀中都包含 MF 閾值單元，當(dāng)然，功能將隨著進(jìn)一步升級(jí)而增加，例如安裝 MF-PID 四重 PID/PLL 控制器 選件和 MF-MD 多體制解調(diào)器選件。

4 個(gè)閾值單元
?    模擬輸入?yún)?shù)： 解調(diào)器樣品（X、Y、R、Θ）；PID 錯(cuò)誤、PID 輸出值、PID 偏移（需要 MF-PID 選件）
?    可以在閾值檢測(cè)之前應(yīng)用值和低通濾波
?    閾值檢測(cè)： 上、下、外、內(nèi)、上升沿、下降沿
?    可配置的激活和停用時(shí)間
?    數(shù)字輸入信號(hào)： 32 DIO 通道、輸入和輸出溢出等
?    通過(guò) NOT、AND、OR 和 XOR 運(yùn)算組合最多 3 個(gè)邏輯信號(hào)
?    最小長(zhǎng)度、保持和反轉(zhuǎn)功能

閾值單元對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)邏輯分析。 用戶可以從模擬或邏輯測(cè)量數(shù)據(jù)開始定義多個(gè)操作，以便檢測(cè)特定條件并通過(guò) TTL 輸出觸發(fā)反應(yīng)。

• LabOne 集成
  LabOne 用戶界面中的專用選項(xiàng)卡用上圖中的四行表示四個(gè)閾值單元。 每行分為左側(cè)的閾值檢測(cè)部分和右側(cè)的邏輯部分。

  
  

• 閾值部分
  閾值部分將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為邏輯信號(hào)。 測(cè)量數(shù)據(jù)或其值可以通過(guò)可調(diào)節(jié)的一階低通濾波器幫助使信號(hào)平滑并在發(fā)生短時(shí)小故障時(shí)避免虛警。 例如，可以在 LabOne Scope 中方便地顯示使用濾波器后得到的閾值信號(hào)用于修正錯(cuò)誤。 然后，用戶可以根據(jù)過(guò)濾后的閾值信號(hào)，定義一個(gè)或兩個(gè)閾值水平，以確定以下條件對(duì)應(yīng)的邏輯信號(hào)： 上、下、外、上升沿和下降沿。 可以單獨(dú)設(shè)置激活和停用時(shí)間，以確保邏輯信號(hào)的時(shí)序和可靠性符合要求。
  如果選邏輯信號(hào)作為閾值部分的輸入，可以采用與模擬信號(hào)相同的方式設(shè)置激活和停用時(shí)間。 可用以下邏輯信號(hào)： 32 DIO 通道、2 觸發(fā)輸入、2 觸發(fā)輸出、輸入溢出 (I)、輸入溢出 (V)、輸出溢出、輔助輸入溢出、輔助輸出溢出、4 PID 輸出溢出。

• 邏輯部分
  在邏輯部分，可以使用 NOT、AND、OR 和 XOR 運(yùn)算對(duì)來(lái)自閾值部分和其他來(lái)源的最多 3 個(gè)邏輯信號(hào)進(jìn)行組合。 這樣可以定制反饋條件以滿足基于多個(gè)模擬和數(shù)字信號(hào)源的復(fù)雜模式。 設(shè)置最小信號(hào)長(zhǎng)度可以確保即使后續(xù)硬件不能檢測(cè)到非常短暫的事件也不會(huì)丟失任何事件。 zui后，每個(gè)邏輯信號(hào)都可以在輸出前反轉(zhuǎn)。

• 信號(hào)可用性
  閾值單元生成的 4 個(gè)邏輯信號(hào)都可以分配給 32 條 DIO 通道之一（后面板上的 SCSI 連接器）或 2 個(gè)觸發(fā)輸出中的任何一個(gè)。
  除了邏輯信號(hào)，每個(gè)閾值單元都生成過(guò)濾后的閾值信號(hào)，用于狀態(tài)檢測(cè)和觸發(fā)。 這些信號(hào)可以使用偏移、縮放和限制功能通過(guò) 4 個(gè)輔助輸出進(jìn)行輸出。 此外，這些信號(hào)可用作示波器中的觸發(fā)源和顯示信號(hào)。

應(yīng)用示例

• 微流控阻抗譜和細(xì)胞分選
  阻抗譜在微流控通道上的一個(gè)應(yīng)用是個(gè)體生物細(xì)胞的表征。 閾值單元可以進(jìn)一步解釋測(cè)量信息并將前饋導(dǎo)出到分離裝置。 使用適當(dāng)?shù)膮?shù)集合，可以將不同屬性的細(xì)胞可靠地分類到不同的容器中。

• AFM 保護(hù)
  MFLI 鎖相放大器支持許多原子力顯微鏡 (AFM) 模式。 通過(guò)聯(lián)合使用 MF-PID 控制器、MF-MD 多體制解調(diào)器選件和 MF-MOD 調(diào)制選件，可支持以下 AFM 相關(guān)功能
  ?    自動(dòng)增益控制 (AGC)
  ?    調(diào)頻 (FM)
  ?    開爾文探針力顯微鏡（FM-KPFM、AM-KPFM）
  ?    STS IETS
  ?    多頻 AFM
  ?    旁帶分析
  

  閾值單元通過(guò)反饋機(jī)制快速增加/探針和表面之間的距離以避免損壞，從而幫助延長(zhǎng)的使用壽命。 可以根據(jù)各種信號(hào)感測(cè)緊急情況，例如，頻率調(diào)制控制環(huán)路的 PID 錯(cuò)誤或自動(dòng)增益控制環(huán)路的 PID 輸出值。