昕虹的锁相解调板是以当今FPGA +ARM单片机的业界主流配置而设计。浮点数数字信号处理的计算任务由 FPGA硬件加速完成，而结果数据采集和上位机交互由ARM单片机处理。为了提高性价比，系统以独立双输入输出通道为原则设计，从而在单板上实现双路锁相通道的应用。
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锁相放大器使用了 PSD（Phase Sensitive Detector）——相位敏感检测器的技术，只有存在于特定参考频率的信号可以被挑选出来，而其他频率的噪声及干扰信号则不会被检出。它是用来检测极微弱的 AC 信号的高灵敏数据采集器，即使在噪声高于信号数千倍的情况下也可得到精确的测量。
传统的锁相放大器利用了模拟变频混频器和 RC 滤波器，它需要大量的模拟电路设计和优化模拟信号解调。现今，锁相放大器自身正在变革，先进的集成电路技术和快速数字信号处理（DSP）的应用替代了传统的模拟器件，可使其灵敏度及可靠性提高了数百倍。
昕虹的锁相解调板是以当今FPGA +ARM单片机的业界主流配置而设计。浮点数数字信号处理的计算任务由 FPGA硬件加速完成，而结果数据采集和上位机交互由ARM单片机处理。为了提高性价比，系统以独立双输入输出通道为原则设计，从而在单板上实现双路锁相通道的应用。比如，一路通道可用作测量信号，而另一路可用作参考信号；亦或一路做一次谐波解调，而另一路做二次谐波解调。双路低噪声模数转换器将模拟信号采样，转换成了两路独立的数字数据流，紧接着由 FPGA 运算结果。FPGA 的计算结果能够被传送到ARM单片机做进一步的低速信号处理，然后通过串行通讯端口传送至上位机或PC机。锁相解调结果也可直接通过辅助数模转换器（AUX_DACs）转换为模拟信号输出。而直接数字合成器（DDS）则被用来产生模拟信号输出给两路高速数模转换器（DACs），对激光器或其他发射器进行外部调制。
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综述 |
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尺寸大小 |
15.4x15.4x7.6cm3 |
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重量 |
670 g |
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电源供应 |
DC 5V/2A （含电源板） |
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模拟输入 |
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频率范围 |
AC–0.5MHz |
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输入阻抗 |
50 ohm |
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输入噪声 |
10nV/Hz1/2 (>10 kHz) |
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电压范围 |
-1V to +1V |
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输入增益 |
1, 10 |
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模/数转换 |
14 bit; 4 MSa/s |
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模拟输出 |
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输出 |
2 channels; -1V to +1V |
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频率范围 |
DC–0.5MHz |
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数/模转换 |
16 bit; 4 MSa/s |
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锁相解调器 |
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解调器数量 |
2 channels |
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时间常量 |
10ms, 1ms（可依用户需求制定） |
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过滤带宽（Hz） |
1000, 100（可依用户需求制定） |
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谐波 |
1F, 2F, 3F, 4F |
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参考相位分辨率 |
1.0 degree |
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辅助输出(AUX_DAC) |
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输出通道数量 |
2 channels |
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数/模转换器 |
16 bit; 4 Msa/s |
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数/模模拟带宽 |
10 kHz |
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上位机接口 |
USB虚拟串口 |
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PID控制 |
可依用户需求定制 |
• 参考频率内部同步，无需外部参考信号输入；
• 可解调低至10nV，中心频率500kHz微弱信号；
• 两路独立输入端，实现双通道锁相放大解调方案；
• 两路调制输出端，输出信号频率、幅度、偏置独立可调；
• 两路低速辅助模拟通道，实时输出解调运算结果；
• USB虚拟串口连接上位机，极简锁相控制界面；
• 尺寸小巧，易于便携及系统集成；
• 可根据用户需求，灵活定制FPGA算法。
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