规格¶
警告
除非另有说明，否则所有规格均仅适用于预热 30 分钟后的仪器。
警告
规格参数的变更已明确列于本文档的修订历史中。
警告
部分规格取决于所安装的选件。给定仪器上已安装的选件列于 LabOne 用户界面的 Device（设备）选项卡中。
一般规格¶
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| 储存温度 | +5℃ 到 +65℃ |
| 储存相对湿度 | \< 95%，无冷凝 |
| 工作环境 | IEC61010，室内位置，安装类别 II，污染等级 2 |
| 工作海拔 | 最高 2000 米 |
| 工作温度 | +5℃ 到 +40℃ |
| 工作相对湿度 | \< 90%，无冷凝 |
| 规格温度 | +18℃ 到 +28℃ |
| 功耗 | \<40 W |
| DC 电源进线 | 18 V、2 A 连接端口：Switchcraft 760BK、ID 2.5 mm、OD 5.5 mm |
| 电源 AC 线路 | 100-240 V (±10%)，50/60 Hz |
| 线路电源保险丝 | 250 V、2 A、高速、5 x 20 mm、F 2 A L 250 V |
| 尺寸（含减震器） | 28.3 x 23.2 x 10.2 cm，11.1 x 9.1 x 4.0 英寸，按需安装机架 |
| 重量（含减震器） | 3.8 kg |
| 建议校准间隔 | 2 年（参见后面板标签） |
| 保修 | 1 年，可延保 |
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| 频率范围 | DC - 500 kHz DC - 5 MHz，需安装 MF-F5M 选件 |
| 解调器数目 | 1 个双相（X、Y、R、Θ）4 个双相，需安装 MF-MD 选件 |
| 解调器输入 | 信号输入 (V/I)、辅助输入、辅助输出、触发器输入 |
| 滤波器时间常数 | 337 ns 到 83 s |
| 滤波器带宽 (-3 dB) | 276 μHz - 206 kHz（4 阶滤波器） |
| 谐波 | 1 - 1023 |
| 滤波器斜率 | 6、12、18、24、30、36、42、48 dB/oct |
| 附加滤波器 | Sinc 滤波器 |
| 相位分辨率 | 10 μdeg |
| 频率分辨率 | 1 μHz |
| 辅助输出的输出采样率 | 612 kSa/s（每个辅助输出），18 位，±10 V |
| 最高传输速率超过 1 GbE | 200 kSa/s（所有解调器），48 位全频 |
| 本地 USB 驱动程序的最高存储速率 | 50 kSa/s（所有解调器），48 位全频 |
| 数据传输的触发器模式 | 连续、边沿、门控 |
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| 外部参考频率范围 | 1 Hz 到 500 kHz 1 Hz 到 5 MHz，需安装 MF-F5M 选件 |
| 外部参考输入 | 辅助输入、触发器输入、辅助输出、电流信号输入、电压信号输入 |
| 外部参考的锁定时间 | 通常少于最大值（100 个周期，1.2 ms） |
| 外部参考的数量 | 1； 2，需安装 MF-MD 选件 |
| 内部参考频率范围 | 0 到 500 kHz 0 到 5 MHz，需安装 MF-F5M 选件 |
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| 输入通道 | 信号输入（V、I）、辅助输入、辅助输出、触发器输入、触发器输出、信号输出、振荡器相位。解调器 R、Theta、X、Y，需安装 MF-DIG 选件 |
| 示波器模式 | 时域、频域 (FFT) |
| 数量显示通道 | 1； 2，需安装 MF-DIG 选件 |
| 触发器通道 | 信号输入（V、I）、辅助输入、辅助输出、触发器输入、触发器输出。解调器 R、Theta、X、Y，需安装 MF-DIG 选件 |
| 触发器模式 | 边沿 |
| 触发器滞后 | 全输入量程 |
| 预触发 | 全样本范围 |
| 采样率 | 1.8 kSa/s 至 60 MSa/s |
| 垂直分辨率 | 16 位 |
| 单次触发的最大样本数量 | 16 kSa；5 MSa，需安装 MF-DIG 选件 |
| 最短保持时间 | 1 ms |
| 带宽限制模式，垂直分辨率提高 | 通过平均来降采样；垂直分辨率最多提高至 24 位，需安装 MF-DIG 选件 |
| 光标计算 | 位置、面积、波、峰值、轨迹、直方图 |
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| 中心频率范围 | 0 到 500 kHz 0 到 5 MHz，需安装 MF-F5M 选件 |
| 频谱模式 | FFT(X +iY)、FFT®、FFT(Θ)、FFT(f) 和 FFT((dΘ/dt)/2π) |
| 统计选件 | 幅值、频谱密度、功率 |
| 平均模式 | 无，指数移动平均值 |
| 单个频谱的最大样本数量 | 8 kSa |
| 最大量程 | 58 kHz |
| 窗函数 | 矩形窗、汉宁窗、汉明窗、布莱克曼-哈里斯窗 |
| 光标计算 | 位置、面积、跟踪、波、峰值、柱状图 |
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| 参数扫描仪参数 | 振荡器频率、解调器相位、辅助偏移、信号输出偏移等 |
| 参数扫描范围 | 满量程、线性和对数 |
| 参数扫描分辨率 | 任意，由起始值/结束值和扫描点数量决定 |
| 显示参数 | 解调器输出（X、Y、R、Θ、f），辅助输入 |
| 显示选件 | 单绘图、双绘图（例如波特图）、多轨迹 |
| 统计选件 | 幅值、频谱密度、功率 |
| 预设测量模式 | 参数扫描、噪声幅值测量、频率响应分析仪、3-Omega 参数扫描 |
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| 频率范围 | DC - 500 kHz DC - 5 MHz，需安装 MF-F5M 选件 |
| 基本精度 | 0.05%（1 mHz 到 500 kHz） |
| 基本温度稳定性 | \< 200 ppm/K |
| 测试信号电平 | 0 - 2.1 Vrms，带监控 |
| 带宽 | 276 μHz 到 206 kHz |
| DC 偏置信号电平 | ±10 V（2 端子）；±3 V（4 端子） |
| 补偿方法 | SO、SOL、LLL、SL、L、OL |
| 阻抗值 Z：范围；基本精度 | 1 mΩ 到 1 TΩ；0.05% |
| 导纳 Y：范围；基本精度 | 1 pS 到 1 kS；0.05% |
| 电阻 Rs，Rp：范围；基本精度 | 1 mΩ 到 10 GΩ；最大（10 μΩ，0.05%）2 |
| 电容 Cs，Cp：范围；基本精度 | 10 fF 到 1 F；最大（10 fF，0.05%）2 |
| 电感 Ls，Lp：范围；基本精度 | 100 nH 到 1 H；最大（10 nH，0.05%）2 |
| DC 电阻 RDC：范围；基本精度 | 1 mΩ 到 10 GΩ；2% |
| 电抗 X：范围；基本精度 | 1 mΩ 到 10 GΩ；0.05% |
| 电导 G：范围；基本精度 | 1 nS 到 1 kS；最大（100 nS，0.05%） |
| 电纳 B：范围；基本精度 | 1 nS 到 1 kS；最大（100 nS，0.05%） |
| 损失系数 D：范围 | 10-4 到 104 |
| Q 因子：范围 | 10-4 到 104 |
2 如果参数是电路表示的主导值，则精度有效。
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| 连接端口 | 前面板配有 2 个 BNC 连接端口，单端或差分输出 |
| 屏蔽连接 | 浮动或接地 |
| 最大浮动电压和地电压 | ±1 V |
| 输入阻抗 | 50 Ω 和 10 MΩ 27 pF（范围 ≥ 300 mV）；40 pF（范围 ≤100 mV） |
| 输入频率范围 | DC - 500 kHz； DC - 5 MHz，需安装 MF-F5M 选件 |
| 输入 A/D 转换 | 16 位，60 MSa/s |
| 输入噪声幅值 | 通常 2.5 nV/√Hz（频率 > 1 kHz），7 nV/√Hz（频率 = 10 Hz），40 nV/√Hz（频率 = 1 Hz），3 mV 输入量程；缺少输入上限 |
| 输入噪声转角频率 | 通常为 100 Hz（范围 ≤ 10 mV） |
| 输入偏置电流 | 通常为 ±10 pA，最大 ±200 pA |
| 满量程输入灵敏度（10 V 锁相放大器输出） | 1 nV - 3 V |
| 输入 AC 范围 | ±1 mV、±3 mV、±10 mV、±30 mV、±100 mV、±300 mV、±1 V、±3 V |
| AC 耦合截止频率 | 1.6 Hz |
| AC 耦合最大 DC 偏移 | ±10 V |
| 输入 DC 范围 | ±1 mV、±3 mV、±10 mV、±30 mV、±100 mV、±300 mV、±1 V、±3 V |
| 输入增益不精确度 | \< 1% (\< 2 MHz)；对于更高的频率，由模拟输入滤波器进行限制 |
| 模拟输入滤波器（抗混叠） | 5 MHz 时 1 dB 抑制，12 MHz 时 3 dB 抑制；三阶滚降 |
| 输入幅值稳定性 | 0.1%/℃ |
| 输入偏移幅值 | \< 最大值（0.5 mV，范围的 1%） |
| 动态储备 | 最高 120 dB |
| 谐波失真（典型） | -80 dBc（频率 ≤ 100 kHz），-65 dBc（频率 ≤ 5 MHz），载波幅值为 -1 dBFS |
| 谐波失真（回送，最大） | –70 dBc（频率 \< 200 kHz），–55 dBc（频率 \<2 MHz），–50.2 dBc（频率 ≥ 2MHz）；输入量程 3 mV，输出量程 10 mV。 –72 dBc（频率 \< 200 kHz），–55 dBc（频率 \< 2 MHz），–50.2 dBc（频率 ≥ 2MHz）；输入量程 10-300 mV，输出量程 100-1000 mV。 –72 dBc（频率 \<200 kHz），–50.2 dBc（频率 \<2 MHz），–46 dBc（频率 ≥ 2MHz）；输入量程 3 V，输出量程 10 V。 |
| 相干输入 | \< -140 dB（频率 ≤ 5 MHz，输入阻抗为 50 Ω）；\< -180 dB（频率 ≤ 100 kHz，输入阻抗为 50 Ω） |
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| 连接端口 | 前面板 BNC，浮动/接地 |
| 屏蔽连接 | 浮动或接地 |
| 最大浮动电压和地电压 | ±1 V |
| 输入阻抗 | 参见 Table 10 |
| 输入频率范围 | 0 到 500 kHz 0 到 5 MHz，需安装 MF-F5M 选件 |
| 输入 A/D 转换 | 16 位，60 MSa/s |
| 输入泄漏电流 | ±10 pA |
| 满量程输入灵敏度（10 V 锁相放大器输出） | 10 fA 到 10 mA |
| 输入增益不精确度 | \< 1%（频率低于输入带宽的 10%） |
| 输入偏移幅值 | 范围的 1% |
| 输入偏移电压 | 最大 ±2.2 mV；屏蔽电流输入 BNC 连接端口 |
| 动态储备 | 最高 120 dB |
| 相干输入 | \< 90 GΩ（频率 ≤ 5 MHz，输入量程为 100 μA），\< 140 TΩ（频率 ≤ 100 kHz，输入量程为 10 nA） |
| 电流输入量程 | 跨阻抗增益 | 带宽 (–3 dB) | DC 输入阻抗 | 输入噪声（典型） |
|---|---|---|---|---|
| 10 mA | 100 V/A | 5 MHz | 50 Ω | 300 pA/√Hz (100 kHz) |
| 1 mA1 | 1 kV/A | 5 MHz | 50 Ω | 200 pA/√Hz (100 kHz) |
| 100 μA | 10 kV/A | 5 MHz | 60 Ω | 3.5 pA/√Hz (100 kHz) |
| 10 μA 1 | 100 kV/A | 5 MHz | 60 Ω | 2.5 pA/√Hz (100 kHz) |
| 1 μA | 1 MV/A | 450 kHz | 1 kΩ | 200 fA/√Hz (1 kHz) |
| 100 nA1 | 10 MV/A | 450 kHz | 1 kΩ | 150 fA/√Hz (1 kHz) |
| 10 nA | 100 MV/A | 2 kHz | 160 kΩ | 20 fA/√Hz (100 Hz) |
| 1 nA1 | 1 GV/A | 2 kHz | 160 kΩ | 15 fA/√Hz (100 Hz) |
1 此范围仅适用于序列号为 MF-DEV3200 及以上的 MF 仪器。
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| 连接端口 | 前面板配有 2 个 BNC 连接端口，单端和差分输出 |
| 输出阻抗 | 50 Ω |
| 输出频率范围 | DC - 500 kHz DC - 5 MHz（安装 MF-F5M 选件 ） |
| 输出频率分辨率 | 1 μHz |
| 输出相位范围 | ±180° |
| 输出相位分辨率 | 10 μdeg |
| 差分输出 | 正弦波偏移 180° |
| 输出 D/A 转换 | 16 位，60 MSa/s |
| 输出幅值范围 | ±10 mV、±100 mV、±1 V、±10 V（单端输出到高阻抗） |
| 输出 DC 偏移范围 | ±10 mV 到 ±10 V，等于设定输出幅值范围 |
| 输出功率 | 每个 BNC 24 dBm（±10 V，250 mW） |
| 输出增益不精确度 | \< 1%（100 kHz，全输出量程） |
| 最大输出驱动电流 | 100 mA |
| 输出偏移幅值 | ±1 mV 或范围的 1%，取较大值 |
| 谐波失真（典型） | –85 dBc（频率 \< 200 kHz），–60 dBc（频率 \< 2 MHz），–55 dBc（频率 \< 5 MHz）；输出量程 ≤ 1 V。 –80 dBc（频率 \< 200 kHz），–50 dBc（频率 \< 2 MHz），–45 dBc（频率 \< 5 MHz）；输出量程 10 V。 在 –1 dBFS 载波幅度、50 Ω 负载、单端条件下测量。 |
| 模拟加法器 | 辅助输入 1 可加到信号输出，±10 V，DC–2 MHz |
| 输出量程 | 输出噪声密度（高负载阻抗设置） | 12 MHz 带宽下的 RMS 输出噪声 |
|---|---|---|
| 10 mV | 43 nV/√Hz | 145 μVrms |
| 100 mV | 43 nV/√Hz | 145 μVrms |
| 1 V | 48 nV/√Hz | 161 μVrms |
| 10 V | 104 nV/√Hz | 310 μVrms |
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| 连接端口 | 前面板配有 2 个 BNC 连接端口 |
| A/D 转换器 | 16 位，15 MSa/s |
| A/D 模拟带宽 | 5 MHz |
| 输入阻抗 | 1 MΩ |
| 幅值 | ±10 V |
| 输入噪声幅值 | 通常 430 nV/√Hz；频率 > 100 kHz |
| 分辨率 | 0.335 mV |
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| 连接端口 | 前面板配有 4 个 BNC 连接端口 |
| D/A 转换器 | 18 位，612 kSa/s |
| D/A 模拟带宽 | 200 kHz |
| 输出阻抗 | 50 Ω |
| 幅值 | ±10 V |
| 分辨率 | \< 85 μV |
| 驱动电流 | 20 mA |
| 噪声密度 | 210 nV/√Hz 高阻抗负载；频率 > 1 kHz |
| RMS 噪声 | 90 µVrms 高阻抗负载；测量带宽 12 MHz |
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| 连接端口 | 后面板配有 2 个 BNC 连接端口 |
| 触发输入阻抗 | 1 kΩ |
| 频率范围外部参考 | 1 Hz 到 500 kHz； 1 Hz 到 5 MHz，需安装 MF-F5M 选件 |
| 触发器幅值范围 | ±5 V |
| 最小脉冲宽度 | 35 ns |
| 触发电平 | ±5 V，3.66 mV 分辨率 |
| 触发器滞后 | \< 20 mV |
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| 连接端口 | 后面板配有 2 个 BNC 连接端口 |
| 触发器输出阻抗 | 50 Ω |
| 频率范围外部参考 | 1 μHz 到 500 kHz； 1 μHz 到 5 MHz，需安装 MF-F5M 选件 |
| 触发器幅值 | 5 V |
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| 连接端口 | 后面板配有 2 个 BNC 连接端口、10 MHz 时钟输入和输出 |
| 10 MHz 输入、阻抗 | 50 Ω |
| 10 MHz 输入，频率范围 | 9.98 至 10.02 MHz |
| 10 MHz 输入，幅值范围 | 200 mV 到 3 V |
| 10 MHz 输出，阻抗 | 50 Ω |
| 10 MHz 输出，幅值 | 通常 50 Ω 为 1 Vpp，正弦信号 |
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| 类型 | TCXO |
| 初始精度 | \< ±1.5 ppm |
| 长期精度/老化 | 第一年 \< ±1 ppm |
| 短期稳定性 (0.1 s) | \< 2·10-10 |
| 温度系数 | 0.05 ppm/℃ (23℃) |
| 相位噪声 (1 kHz) | –140 dBc/Hz |
| 相位噪声 (10 kHz) | -150 dBc/Hz |
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| 主机连接 | LAN，1 GbE；USB 2.0，480 Mbit/s |
| 内置驱动器数据存储容量 | 4.5 GB |
| USB 主机 | 后面板配 2 个连接端口用于大量存储或 WLAN 模块 |
| DIO，数字 I/O | 4 x 8 位，常规数字输入/输出端口，3.3 V TTL VHDCI 68 引脚母头连接端口 |
| 参数 | 下限 | 上限 |
|---|---|---|
| 损坏阈值电流信号输入 I | -5 V | +5 V |
| 损坏阈值电压输入 +V/-V 差异 | -5 V | +5 V |
| 损坏阈值信号输出 +V/-V | -12 V | +12 V |
| 损坏阈值辅助输入 1，2 | -12 V | +12 V |
| 损坏阈值辅助输出 1，2，3,4 | -12 V | +12 V |
| 损坏阈值时钟 10 MHz 输入/输出 | -5 V | +5 V |
| 损坏阈值触发器输出 1，2 | -1 V | +6 V |
| 损坏阈值触发器输入 1，2 | -8 V | +8 V |
| 损坏阈值 DIO 32 位 | -1 V | +6 V |
| 损坏阈值 DC 输入 | 0 V | 26 V |
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| 操作系统 | 基于 Web 浏览器的任何操作系统 |
| 输入设备 | 触摸屏、键盘、鼠标 |
| CPU | 2 个以上内核，硬件加速绘制浏览器 |
| 浏览器 | Edge、Firefox、Chrome、Safari、Opera |
| 连接 | 1 GbE，100 MbE，USB 2.0 |
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| 操作系统 | Windows 10、11，采用 x86-64 架构 macOS 10.11 及以上版本，采用 x86-64 和 ARMv8 架构 GNU/Linux（Ubuntu 14.04 及以上版本，CentOS 7 及以上版本，Debian 8 及以上版本），采用 x86-64 和 ARMv8 架构 |
| CPU | 采用 x86-64 架构（Intel、AMD）、ARMv8 架构（例如 Raspberry Pi 4 及更新版本、Apple M 系列） |
| RAM | 4 GB+ |
| 连接 | 1 GbE，100 MbE，USB 2.0 |
| 支持的语言 | LabVIEW、Python、MATLAB、.NET、C/C++ |
DIO 端口是 VHDCI 68 引脚连接端口，在 SCSI-3 规格的 SPI-3 文档中引入。这款母头连接端口需要配用 32 mm 的宽版公头连接端口。32 位 DIO 端口可照字节配置作为输入或输出。
| 引脚 | 名称 | 说明 | 范围规格 |
|---|---|---|---|
| 68 | CLKI | 时钟输入，用于锁存数字输入端口的信号，也可以使用外部采样时钟从输出端口检索数字信号 | 3.3 V LVCMOS/TTL |
| 67 | DOL | DIO 输出锁存，60 MHz 时钟信号，数字输出同步到此信号的下降沿 | 3.3 V LVCMOS/TTL |
| 66-59 | DI[31:24] | 数字输入或输出（由用户设定） | 3.3 V LVCMOS/TTL |
| 58-51 | DIO[23:16] | 数字输入或输出（由用户设定） | 3.3 V LVCMOS/TTL |
| 50-43 | DIO[15:8] | 数字输入或输出（由用户设定） | 3.3 V LVCMOS/TTL |
| 42-35 | DIO[7:0] | 数字输入或输出（由用户设定） | 3.3 V LVCMOS/TTL |
| 34-30 | - | 不连接，仅供内部使用 | - |
| 29-1 | GND | 数字接地 | - |
下图所示为 DIO 输入/输出的架构。32 位 DIO 端口可照字节通过驱动信号配置为输入或输出。数字输出数据与内部时钟（运行速度为 60 MHz）的下降沿同步锁存。内部采样时钟可在 DIO 连接端口的 DOL 引脚上获得。数字输入数据可通过内部时钟或 CLKI 引脚提供的外部时钟进行采样。从输入时钟中抽取十分之一，以该抽取版本对输入数据进行采样。抽取单元对时钟计数进行抽取，然后锁存输入数据。默认抽取率为 3e6，对应数字输入采样率（每秒 20 个样本）。
性能图¶
输入噪声幅值取决于多个参数，尤其是频率以及输入量程的设置。对于较小的输入量程，输入噪声较低，建议范围选取较小的值，尤其是噪声测量。Figure 3 所示为 DC 耦合时电压输入的噪声密度。AC 耦合时，只要频率高于 AC 截止频率，输入噪声就相同（参见 Table 8）。噪声与输入阻抗设置（例如 50 Ω 或 10 MΩ）无关。对于最小输入量程，1/f 噪声的转角频率在 100 Hz 的范围内，本底白噪声通常为 2.5 nV/√Hz。
关于输入电压噪声和 AC 耦合的说明。当在 MFLI 信号输入中使用 AC 耦合时，输入电压噪声在低频时将提高。例如，如上图所示，在 10 Hz 频率下，10 mV 输入量程的输入电压噪声约为 10 nV/√Hz。当切换 AC 耦合时，噪声将提高到约 75 nV/√Hz。原因在于，10nF AC 耦合电容器在 10 Hz 频率下的阻抗为 1.6 MΩ。再加上 MFLI 输入放大器的 10 MΩ 输入偏置电阻，噪声密度就会增加。为解决这一问题，需为信号输入使用 DC 耦合。如果必须使用 AC 耦合，可接入外部大型电容器。
Figure 4 所示为电流输入的噪声密度。较小输入量程的测量频率范围受限于这些范围的带宽，如 Table 10 所示。
Figure 5 所示为在信号输出时测量的 SSB 相位噪声。在此测量中，信号输出连接到相位噪声分析仪，输出幅值设为 5 V。在 5 MHz 和 10 kHz 偏移下测得的相位噪声约为 -153 dBc/Hz。
Figure 6 所示为 50 Ω 电压输出下的噪声密度。在高阻抗负载条件下，图中的电压噪声水平需要加倍。输出噪声是在无信号和 0 V 偏移的条件下测量的。对于 10 mV 和 100 mV 范围，100 kHz 至 50 Ω 条件下的电压噪声与 14.5 nV/vHz 的平带噪声水平基本相同。在高阻抗负载条件下，该值约为 29 nV/√Hz。对于 10 V 范围，在 100 kHz 条件下的最大噪声为 34.5 nV/√Hz。1/f 噪声的转角频率范围是 10-20 kHz。
