Der DME Lock-In Verstärker DiProWa

Der DME Lock-In Verstärker ist eine Kombination aus folgenden Komponenten:

• Lock-In Verstärker mit X/Y/Amplitudenausgang
• 14 bit 2 Kanal 40 MHz Digitales Speicheroszilloskop
• Frequenzgenerator m. variabler Phase sowie Erzeugung von Vielfachen der Grundfrequenz
• Phase-Locked-Loop (PLL) zur optionalen Steuerung des Frequenzgenerators
• Feedback-Regelschleife (PI Regler)
• Digitaler Spektrum-Analysator
• Zwei Ein- und zwei Ausgänge

Beide Eingänge werden mittels 14 bit hochgeschwindigkeits D/A Konvertern abgetastet. Alle anderen Funktionen sind vollständig digital realisiert (FPGA Baugruppe). Dies führt zu mit analogtechnik nicht erreichbarer Linearität des Lock-In Kreises sowie problemlose Kombination der verschiedenen Baugruppen untereinander ohne die störenden Nebeneffekte analoger Elektronik wie z.B. Übersprechen und Dämpfung.

Das Benutzer-Interface ist vollständig in Java realisiert und arbeitet auf allen Java geeigneten Systemen wie z.B. Windows / MAC / Linux etc. Es werden keine Treiber benötigt, da die Kommunikation zwischen Gerät und PC über Ethernet erfolgt. Einen Screen-Shot des Java-Frontends gibt es hier. Die mittels Oszilloskopfunktion angezeigten Daten lassen sich zur Weiterverarbeitung als zweispaltige Textdatei abspeichern.

Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die technischen Parameter:

Input / Output Konfiguration: 2 Eingangs- und 2 Ausgangskanäle Ein-/Ausgangsspannungsbereich: ±10 V Oszilloskop Sampling-Geschwindigkeitsbereich: 0,61 kHz … 40 MHz Punktanzahl jeder Datenkurve im Oszilloskopdisplay: 512 Spektrum-Analysator Frequenzauflösung: Sample-Frequenz / 1024 A/D Converter Dynamik: 14 bits bei 40 MHz Frequenzgenerator Grundfrequenz: 50 MHz Frequenzgenerator Frequenzdynamik: 32 bit Frequenzgenerator Signalform-Look-up Tabellenlänge: 4096 Frequenzgenerator Phasenauflösung: 0,088 ° Lock-In Verstärker Dynamik: 28 bit Lock-In Verstärker Filter Dynamik: 54 bit PI Regler Integrator Dynamik: 30 bit Rauschen: typ. <6 nV / √ Hz Rechneneinheiten: 1 FPGA und 1 32 bit DSP Analoge Bandbreite: ca. 5 MHz, auf Wunsch bis zu 40 MHz

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