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瑞士蘇黎世儀器公司新品VHFLI甚高頻鎖相放大器介紹

2026-02-02266次

VHFLI是瑞士蘇黎世儀器公司最近推出的新鎖相放大器，作為備受期待的產品，具有更優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大的信號分析功能外，現在更是能讓鎖相放大器成為您實驗室的時間管家，不管是產生信號，檢測信號，觸發外部儀器等動作都可以在VHFLI上通過Timeline按照你想要的時間協議輕松完成！核心新功能：Timeline模塊，AWG模塊，算數單元模塊。

核心新功能：Timeline模塊，AWG模塊，算數單元模塊

核心參數：

01 軟件新功能

Timeline模塊

以往的鎖相測試，對于有嚴格時間序列的脈沖實驗，往往需要配備外部延遲發生器精確產生各個實驗裝置的控制信號。實驗人員要計算各個信號線路之間引進來的額外延遲，而且還有實驗在不同實驗室重復性差，靈活性不足等缺點。針對這樣的鎖相放大器使用痛點，蘇黎世儀器開發出了協調連續波與脈沖測量方案的新鎖相放大器VHFLI 。

對于特定應用方向的實驗，例如泵浦探測，掃描顯微鏡等，傳統的實驗室儀器搭建方案，鎖相放大器是用外部TTL信號觸發采集特定感興趣的信號。但是VHFLI改變了這種傳統的方法，將鎖相放大器作為我們實驗室的時間主控器，由VHFLI統一產生AWG脈沖信號，觸發信號，自定義解調信號的持續時間和延遲，達到一機多用的目的。這樣可以減少實驗室設備的數量，節約實驗人員寶貴的精力，使其更專注于研究而非設備之間的整合。

圖1. VHFLI Timeline模塊

從Timeline模塊的示意圖中可以看出來，在信號輸出部分我們可以自定義想要從鎖相放大器輸出的波形，結合AWG功能。以此產生例如控制電光調制器，外部器件調制信號等特殊波形的信號。在下方的時間軸上，觸發輸出，信號輸出，解調器窗口都可以按照自己確定的時間長度，延遲來規定各個動作，這樣的功能無疑可以大大降低脈沖實驗的布置時間和成本。并且提高實驗的可重復性和可信度（不再需要實驗人員計算線纜之間額外帶來的延遲）

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任意波形發生器功能。AWG延續了蘇黎世儀器優秀的AWG編程理念，根據內置的波形函數快速產生相應的常用波形，支持多個波型的相加，相乘，粘接，切片等操作。此外支持IQ調制，多頻復用等調制信號輸出，讓您全帶寬訪問包絡信號。更多AWG功能請持續關注我們后續更新的內容。

圖2. AWG模塊示意圖

算數單元模塊

算術單元（AU）選項卡支持用戶實時定義對解調器數據進行的算術運算。運算結果可輸出至輔助輸出接口或儀器內部其他功能模塊例如PID。此模塊對于需要對不同解調器進行實施運算并后續以此為基礎進一步處理的客戶，例如DFRT掃描顯微鏡應用方向的實驗人員，是必要的。

圖3. 算數單元模塊示意圖

02 硬件提升

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鍵指標。

1.頻率范圍

VHFLI的解調頻率最高可擴展至200Mhz（搭配VHF-F200M選件）。更寬的頻率范圍意味著可以進行更廣泛范圍的測量應用。對于瞬態變化的阻抗測試，泵浦探測等高頻率，嚴苛的信號條件的實驗，VHFLI也能擔任檢測儀器的重任。

2.低通濾波器帶寬

作為鎖相的核心參數，低通濾波器時間常數提升至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測量出變化更快的信號，捕捉以往難以捕捉的瞬態信息。

3.輸入通道

VHFLI在機身上就有電流輸入，差分電壓輸入通道。方便信號從高源阻抗輸出，更適合電流測量的客戶快速進行電流信號檢測。輸入通道高達2GSa/S的A/D轉化速率，幫助客戶不遺漏信號的任何細節。

4.噪聲

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

5.傳輸速度

解調傳輸速度直接影響了測試結果的時間分辨率。高達2MSa/S的傳輸速率，讓您得到亞微秒級別的時間精度的解調結果。配合門控解調器的開關，傳輸速率還能達到更高。

03 HF2LI和VHFLI對比

HF2LI作為蘇黎世鎖相放大器的經典產品，即將退出市場。作為HF2LI的替代品，VHFLI不僅具有新的軟件功能還擁有更優秀的硬件參數，完全可以作為HF2LI的上位替代。下表詳細羅列了HF2LI和VHFLI的主要參數對比。

04 總結

VHFLI依靠其率先布置的Timeline模塊，結合AWG模塊，徹底顛覆了鎖相放大器需要依靠外部延遲發生器才能進行脈沖實驗的現狀。

蘇黎世儀器依靠20年在鎖相放大器上的技術積累不斷推陳出新，從第一臺集成反饋回路功能、多頻測量、邊帶分析和任意波形生成功能的數字鎖相放大器到現在可以無縫布置在脈沖和連續波實驗上的VHFLI，每一步都極大方便了實驗人員的科研實驗系統布置和操作。

正如Zurich Instruments首席執行官Andrea Orzati所說的"許多研究實驗室面臨著復雜的設置、多臺儀器同步以及耗時的硬件搭建等挑戰，這些因素影響了實驗進度，限制了創新和突破的專注度。通過將多種功能整合到一個多功能且價格合理的平臺中，解決了這些挑戰。它使實驗室能夠以更少的資源完成更多工作，更快地運行復雜實驗，獲得更深入的見解，讓研究人員能夠自由地專注于最重要的科學發現。"

05 相關產品及優勢

通過同時運行示波器、掃描儀、頻譜分析儀等多種工具，從多個維度全面觀察您的信號。
通過LabOne時間線模塊協調脈沖、觸發、測量與控制器，統一編排您的測量序列。
快速建立精確的多通道電流與電壓測量，并具備超低本底噪聲。
借助極短的時間常數捕捉快速信號動態，并提升數據吞吐量。
高效使用LabOne圖形用戶界面與應用程序接口，其具備用戶友好操作和實驗室就緒的工作流程。
利用差分輸入最大化信號完整性。
通過算術單元對信號執行算術運算。
以極具競爭力的價格享受業界領先的性能優勢。

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