Вольтметр Unipan-232B селективный нановольтметр с фазочувствительным усилителем
Вольтметр Unipan-232B это селективный нановольтметр с функцией лок-ин усилителя, предназначенный для измерения чрезвычайно малых переменных напряжений на фоне сильных помех и шума. Прибор работает в широком диапазоне частот 1 Гц - 100 кГц и реализует аналоговый оптимальный корреляционный приемник, за счет чего эквивалентная полоса пропускания может быть сужена до 0,001 Гц. Такая архитектура позволяет "вытащить" полезный сигнал из шума с максимально возможной энергетической эффективностью и обеспечивает регистрацию напряжений порядка десятков наносекунд вольта.
Назначение и области применения вольтметра Unipan-232B
Unipan-232B используют в научных и промышленных измерительных установках, где требуется высокочувствительная селективная регистрация малых сигналов. Типичные области применения прибора:
- проведение акустоэлектрических и акустооптических исследований, когда полезный сигнал мал, а уровень фоновых помех высок;
- измерения в кондуктометрических и электрохимических датчиках, биосенсорах и ячейках проводимости, где контролируется изменение очень малых токов и напряжений;
- исследование фотоЭДС, фотопроводимости, импеданса и других фотоэлектрических эффектов в полупроводниках и наноструктурах;
- измерение ответов высокочувствительных мостовых схем, тензометрических и других преобразователей, формирующих нановольтовые сигналы;
- спектральный анализ слабых гармонических и шумовых процессов при наличии сильных помех вне узкой полосы вокруг частоты возбуждения;
- использование в качестве лок-ин усилителя в составе экспериментальных стендов для фазочувствительного детектирования.
Благодаря узкополосной селективности и фазочувствительной обработке Unipan-232B особенно эффективен при измерениях на очень низких частотах модуляции, в том числе порядка единиц герц и ниже.
Функциональные возможности и особенности Unipan-232B
Конструкция вольтметра Unipan-232B сочетает высокочувствительный нановольтметр и синхронный детектор с узкополосной фильтрацией. Основные функциональные особенности прибора:
- селективное измерение переменных напряжений в диапазоне частот 1 Гц - 100 кГц с привязкой к опорному сигналу по частоте и фазе;
- лок-ин обработка сигнала с реализацией аналогового оптимального корреляционного приемника для максимального подавления не коррелированного шума;
- сужение эквивалентной полосы пропускания вплоть до 0,001 Гц, что позволяет интегрировать сигнал по длительным интервалам времени и повышать отношение сигнал шум;
- регистрация чрезвычайно малых напряжений с чувствительностью порядка 0,01 мкВ при работе в узкой полосе частот;
- селективное выделение действующей (in-phase) компоненты сигнала, синхронизированной с опорным генератором, что удобно при измерении проводимости, фотоЭДС и других параметров;
- настройка центральной частоты и полосы селективного тракта в соответствии с частотой модуляции или возбуждения исследуемого объекта;
- высокое подавление внеполосных помех за счет сочетания узкополосных фильтров и фазочувствительного детектирования;
- индикация измеряемого напряжения в удобном для оператора виде, возможность длительной регистрации сигналов внешней аппаратурой.
Такая комбинация делает Unipan-232B эффективным инструментом для задач, где обычные широкополосные вольтметры оказываются недостаточно чувствительными или перегруженными помехами.
Технические характеристики вольтметра Unipan-232B
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Тип прибора | селективный нановольтметр с лок-ин (фазочувствительным) усилителем |
| Назначение | измерение чрезвычайно малых переменных напряжений на фоне шума и помех при известной частоте и фазе опорного сигнала |
| Диапазон рабочих частот | 1 Гц - 100 кГц |
| Эквивалентная полоса пропускания | возможность сужения до примерно 0,001 Гц за счет корреляционной обработки и длительного интегрирования |
| Минимальный регистрируемый уровень напряжения | порядка 0,01 мкВ при работе в узкой полосе и оптимальном согласовании с объектом |
| Тип обработки сигнала | фазочувствительное (лок-ин) детектирование с синхронизацией по опорному сигналу |
| Назначение селективного тракта | выделение узкой полосы вокруг частоты возбуждения и подавление внеполосных помех и шума |
| Режимы работы | измерение амплитуды синхронной компоненты сигнала, наблюдение медленных изменений и релаксационных процессов во времени |
| Типы измеряемых сигналов | синусоидальные и квазисинусоидальные сигналы, модулированные по амплитуде или фазе с малой глубиной |
| Применение в измерительных системах | работа в составе кондуктометрических, фотоэлектрических, акустооптических и других исследовательских установок |
| Источник питания | сетевое питание от промышленной сети переменного тока (стационарное лабораторное исполнение) |
| Конструктивное исполнение | настольный лабораторный прибор с передней панелью управления и разъемами для подключения к исследуемому объекту и внешней регистрирующей аппаратуре |
Конструкция и эксплуатационные особенности
Вольтметр Unipan-232B выполнен в виде стационарного настольного блока с удобной передней панелью, на которой размещены органы управления селективным трактом, элементы настройки частоты и чувствительности, а также разъемы для подключения входного сигнала и опорного канала. Внутренний тракт включает малошумящий входной усилитель, селективные фильтры, синхронный детектор и узлы формирования выходного сигнала для индикации и регистрации.
Прибор рассчитан на длительную непрерывную работу в лабораторных условиях. Для реализации паспортной чувствительности требуется стабильный опорный сигнал, корректное экранирование соединительных кабелей и аккуратная организация заземления. Узкая эквивалентная полоса пропускания и корреляционный принцип работы обусловливают сравнительно большое время установления показаний при самых низких полосах, зато позволяют надежно измерять сигналы, значительно уступающие по уровню фону и шуму.
Преимущества применения вольтметра Unipan-232B
- высокая чувствительность вплоть до десятков наносекунд вольта благодаря лок-ин обработке и узкополосной фильтрации;
- широкий диапазон рабочих частот 1 Гц - 100 кГц, охватывающий большинство задач низкочастотной и акустоэлектрической спектроскопии;
- возможность экстремального сужения полосы пропускания до 0,001 Гц для выделения сигналов с очень малой амплитудой;
- эффективное подавление внеполосных помех и шумов, что важно при работе в реальных экспериментальных условиях;
- оптимальная пригодность для кондуктометрических, фотоэлектрических, акустических и других высокочувствительных измерений;
- стационарное лабораторное исполнение, ориентированное на долговременную эксплуатацию в научных и метрологических лабораториях.