产品简介
SSIOE 系列数字锁相放大器采用 数字调制 + FPGA / ARM 架构，从强噪声中精确提取微弱信号的幅度与相位，覆盖 1 mHz 至 800 MHz，共 13 款机型，按架构分为四类：低频数字机型（OE1022 / OE1022D / OE1201，多谐波同步测量）；模块化与多通道（OE1300 系列 OEM / PXIe 模块、LIA-Mult 3–10 通道并行）；中频机架机型（OE2011 – OE2022，DC 耦合、2.5 nV/√Hz 最低噪声、动态储备 130 dB）；高速与射频机型（OE2031 – OE2061，14 bit 最高 2 GSPS ADC、25 ns 时间常数）。全系标配 1 nV 满量程灵敏度与零直流漂移数字解调器，普遍内置示波器、FFT 频谱分析、PID 控制器、参数扫描仪与 Boxcar 平均器，配套 Python / MATLAB / LabVIEW 接口，便于系统集成。
产品矩阵 · 四大架构 · 13 款机型
OE1022 / OE1022D
单 / 双通道可选，3 或 6 个解调器，多谐波同时测量（1 台相当 3 台传统锁放）；5 nV/√Hz，动态储备 ≥ 120 dB，电流输入 1 fA–1 μA。
OE1201 小体积机型
259 × 320 mm、仅 3.2 kg 的台式小体积机型，1 nV–1 V，动态储备 > 100 dB，性能媲美 SR830，是入门与教学的首选。
OE1300 系列模块
24 bit / 4 MSPS ADC、8 个任意频率解调器、动态储备 > 130 dB；裸机仅 181 × 100 × 43.8 mm，12 VDC 供电，支持 PXIe 机箱与串口定制。
LIA-Mult 多通道
每通道 8 个解调器，1 nV–5 V，5 nV/√Hz，动态储备 130 dB；内置示波器与频谱分析，适合阵列式同步测量。
OE2011 / 2012 · 2021 / 2022
24 bit ADC + 16 bit 32 MSPS DAC，8 个同步解调器，2.5 nV/√Hz 最低噪声，动态储备 > 130 dB，2 通道 PID。
OE2031 – OE2061
14 bit ADC 最高 2 GSPS，4–6 个解调器，时间常数低至 25 ns；支持 AM/FM 调制解调与 Boxcar 平均器。
典型应用领域
探针信号解调
霍尔效应 · 超声材料
阻抗测量
互相关测量
THz · TDLAS
SQUID / NV 色心
低频数字机型与模块化 / 多通道机型
| 指标名称 | OE1022 | OE1022D | OE1201 | OE1300 模块 | LIA-Mult |
|---|---|---|---|---|---|
| 测量频率范围 | 1 mHz – 102 kHz | 1 mHz – 102 kHz | 50 mHz – 120 kHz | DC – 100 k / 500 k / 1 MHz | DC – 100 k / 500 k / 1 MHz |
| 通道配置 | 单通道 | 双通道（独立同步） | 单通道 | 单模块（裸机 / 机壳） | 3 – 10 通道 |
| 解调器数量 | 3 | 6 | — | 8（任意频率） | 每通道 8 |
| 满量程灵敏度 | 1 nV – 1 V；电流 1 fA – 1 μA | 1 nV – 1 V；电流 1 fA – 1 μA | 1 nV – 1 V；电流 10^6 / 10^8 V/A | 1 nV – 5 V | 1 nV – 5 V |
| 等效输入电压噪声 | 5 nV/√Hz | 5 nV/√Hz | 9 nV/√Hz | 5 nV/√Hz | 5 nV/√Hz |
| 动态储备 | ≥ 120 dB | ≥ 120 dB | > 100 dB | > 130 dB | > 130 dB |
| 时间常数 | 10 μs – 3 ks | 10 μs – 3 ks | 10 μs – 3 ks | 1 μs – 3 ks | 1 μs – 3 ks |
| 谐波检测 | 至 32767F | 至 32767F | 至 32767F | 至 65535F | 至 65535F |
| ADC / 信号发生器 | 48 bit 数字处理；5 Vrms 内振荡器 | 24 bit ADC；双路信号发生器 | 16 bit DAC，最大 1 Vrms | 24 bit / 4 MSPS；100 μVrms – 5 Vrms | 24 bit / 4 MSPS；1 mVrms – 5 Vrms |
| 通讯接口 | USB2.0 + RS-232（GPIB 可选） | USB2.0 + RS-232（GPIB 可选） | RS-232 转 USB2.0（GPIB 可选） | 1 Gbps RJ45 + RS-232 | RS-232 + USB2.0 + 1 Gbps 网口 |
| 显示 / 供电 | 5.6″ TFT；30 W | 5.6″ TFT；50 W | 3.5″ TFT；10 W | 无屏；12 VDC 18 W | 无屏；50 – 200 W |
| 尺寸 · 重量 | 448 × 470 × 133 mm · 8 kg | 448 × 470 × 133 mm · 11 kg | 259 × 320 × 102 mm · 3.2 kg | 181.3 × 100 × 43.8 mm（裸机） | 机架式多槽机箱 |
中频机架机型（DC 耦合 · 最低噪声 · DC – 1.5 MHz）
| 指标名称 | OE2011 | OE2012 | OE2021 | OE2022 |
|---|---|---|---|---|
| 测量频率范围 | DC – 250 kHz | DC – 250 kHz | DC – 1.5 MHz | DC – 1.5 MHz |
| 通道配置 | 单通道 | 双通道（独立同步） | 单通道 | 双通道（独立同步） |
| 满量程灵敏度 | 1 nV – 5 V，2 mV – 5 V 共 7 档 | 1 nV – 5 V，2 mV – 5 V 共 7 档 | 1 nV – 5 V，2 mV – 5 V 共 7 档 | 1 nV – 5 V，2 mV – 5 V 共 7 档 |
| 等效输入电压噪声 | 2.5 nV/√Hz（≥ 10 kHz） 3.5 nV/√Hz（≥ 1 kHz） | 2.5 nV/√Hz（≥ 10 kHz） 3.5 nV/√Hz（≥ 1 kHz） | 2.5 nV/√Hz（≥ 10 kHz） 3.5 nV/√Hz（≥ 1 kHz） | 2.5 nV/√Hz（≥ 10 kHz） 3.5 nV/√Hz（≥ 1 kHz） |
| 动态储备 | > 130 dB | > 130 dB | > 130 dB | > 130 dB |
| 时间常数 | 100 ns – 3 ks，6 – 48 dB/oct | 100 ns – 3 ks，6 – 48 dB/oct | 100 ns – 3 ks，6 – 48 dB/oct | 100 ns – 3 ks，6 – 48 dB/oct |
| 解调器 / ADC | 8 个解调器（64 bit）；24 bit ADC | 8 个解调器（64 bit）；24 bit ADC | 8 个解调器（64 bit）；24 bit ADC | 8 个解调器（64 bit）；24 bit ADC |
| 振荡器 · 发生器 | 2 路数字振荡器；输出 0.1 μVrms – 5 Vrms，支持 AM / FM / PM | 2 路数字振荡器；输出 0.1 μVrms – 5 Vrms，支持 AM / FM / PM | 2 路数字振荡器；输出 0.1 μVrms – 5 Vrms，支持 AM / FM / PM | 2 路数字振荡器；输出 0.1 μVrms – 5 Vrms，支持 AM / FM / PM |
| 谐波检测 | 1 – 10000F | 1 – 10000F | 1 – 10000F | 1 – 10000F |
| 通讯接口 | USB2.0 / 1 Gbps 网口 / WiFi / RS-232 / GPIB | USB2.0 / 1 Gbps 网口 / WiFi / RS-232 / GPIB | USB2.0 / 1 Gbps 网口 / WiFi / RS-232 / GPIB | USB2.0 / 1 Gbps 网口 / WiFi / RS-232 / GPIB |
| 尺寸 · 重量 | 448 × 532 × 148 mm · 12 kg | 448 × 532 × 148 mm · 12 kg | 448 × 532 × 148 mm · 12 kg | 448 × 532 × 148 mm · 12 kg |
高速与射频机型（14 bit ADC · 时间常数低至 25 ns）
| 指标名称 | OE2031 | OE2041 | OE2052 | OE2061 |
|---|---|---|---|---|
| 测量频率范围 | DC – 10 MHz | DC – 80 MHz | DC – 400 MHz | DC – 800 MHz |
| 通道配置 | 单通道 | 单通道 | 双通道（独立同步） | 单通道 |
| 满量程灵敏度 | 1 nV – 2 V | 1 nV – 2 V | 1 nV – 1 V | 1 nV – 1 V |
| 输入阻抗 | 50 Ω 或 10 MΩ∥10 pF | 50 Ω 或 10 MΩ∥10 pF | 50 Ω 或 10 MΩ∥10 pF | 50 Ω 或 10 MΩ∥10 pF |
| 等效输入电压噪声 | 3 nV/√Hz @1 MHz 3.5 nV/√Hz @100 kHz | 3 nV/√Hz @1 MHz 3.5 nV/√Hz @100 kHz | 4 nV/√Hz（> 100 kHz） | 4 nV/√Hz（> 100 kHz） |
| 动态储备 | > 120 dB | > 120 dB | > 120 dB | > 120 dB |
| 时间常数 | 100 ns – 3 ks | 100 ns – 3 ks | 25 ns – 3 ks | 25 ns – 3 ks |
| 解调器数量 | 6（64 bit） | 6（64 bit） | 4 | 4 |
| ADC / DAC | 14 bit 250 MSPS 16 bit DAC | 14 bit 250 MSPS 16 bit DAC | 14 bit 1 GSPS 16 bit 1 GSPS | 14 bit 2 GSPS 16 bit 2 GSPS |
| 信号发生器 | 2 路，DC – 10 MHz，最大 2 Vrms | 2 路，DC – 80 MHz，最大 2 Vrms | 2 路，1 μVrms – 1.5 Vrms，偏置 ±3 V | 1 路，1 μVrms – 1.5 Vrms，偏置 ±3 V |
| 通讯接口 | USB2.0 / RS-232 / 千兆网口 | USB2.0 / RS-232 / 千兆网口 | USB2.0 / RS-232 / 千兆网口 | USB2.0 / RS-232 / 千兆网口 |
| 尺寸 · 重量 | 448 × 470 × 133 mm | 448 × 470 × 133 mm | 448 × 515 × 148 mm · 12 kg | 448 × 515 × 148 mm · 10 kg |
注：表中为各机型官方标称典型值；OE2031 / OE2041 重量与 OE2052 / OE2061 背板接口以最终交付配置为准。全部机型均可通过 10 MHz 时钟输入输出实现多机同步，模块与多通道机型支持系统集成定制。
型号频段覆盖图
纵轴为各机型系列，横轴为对数频率；条形长度即为该机型的测量频率范围，右端白色标注为量程。DC 机型自 DC 起测，OE1022 / OE1201 为交流耦合低频机型。数据来源：SSI 官方规格。
等效输入电压噪声与动态储备对比
上图为 等效输入电压噪声（越低越好），下图为 动态储备（越高越好）。中频机型 OE2011 – OE2022 以 2.5 nV/√Hz 取得最低噪声与 130 dB 最高动态储备；射频机型为带宽牺牲部分噪声指标，换来 DC – 800 MHz 的覆盖。数据来源：SSI 官方规格（997 Hz / 1 kHz 典型值）。
最小时间常数（响应速度）对比
横轴为最小可设时间常数（对数坐标，越短响应越快）。射频机型最短可达 25 ns，配合 6 – 36 dB/oct 滤波；中频与模块机型为 100 ns – 1 μs，低速机型为 10 μs（滤波陡降 6 – 24 dB/oct）。时间常数上限全系均为 3 ks，兼顾快速响应与极低频锁相检测。
主要技术参数（全系列共性）
| 指标名称 | 典型值 | 指标名称 | 典型值 |
|---|---|---|---|
| 测量频率范围 | 1 mHz – 800 MHz（按机型分档） | 满量程灵敏度 | 1 nV – 5 V，1-2-5 步进（电压 / 电流双输入） |
| 等效输入电压噪声 | 2.5 – 9 nV/√Hz（997 Hz / 1 kHz 典型值）；单端或差分输入 | 电压输入模式 | 交流 / 直流耦合，阻抗 10 MΩ∥25 pF（50 Ω 可选） |
| 动态储备 | 100 / 120 / 130 dB（按机型） | 相位分辨率 | 1 μdeg，绝对相位误差 < 1° |
| 时间常数 | 25 ns – 3 ks，滤波 6 – 48 dB/oct（最多 8 档） | 解调器 | 3 / 4 / 6 / 8 个，64 bit 数字处理，零直流漂移 |
| 谐波检测 | 同频 2F…nF，最高至基频 65535 次（不超带宽上限） | ADC / DAC | 24 bit 4 MSPS（低频）；14 bit 250 MSPS – 2 GSPS（高速） |
| 内部振荡器 | 1 – 2 路，失真 −75 – −80 dBc，相位噪声 −145 dBc/Hz @1 kHz | 信号发生器 | 1 – 2 路，正弦输出最高 5 Vrms，支持直流偏置叠加 |
| 显示与接口 | 5.6″ 640×480 TFT（OE1201 为 3.5″）；USB2.0 / 1 Gbps 网口 / RS-232（WiFi、GPIB 可选） | 通道配置 | 单通道 / 双通道 / 3–10 通道 / OEM 模块，可多机 10 MHz 时钟同步 |
| 上位机与 API | 图形化控制软件，CSV 数据导出；Python / MATLAB / LabVIEW 接口；重量 3.2 – 12 kg | 供电与结构 | 220–240 VAC 机架 / 台式；OE1300 模块 12 VDC 18 W、裸机 181 mm 长 |
选型要点
① 低频微弱信号（μHz – 100 kHz）
选 OE1022 / OE1022D（多谐波同步，1 台顶 3 台）或 OE1201（小体积、3.2 kg、性能媲美 SR830）。
② 多路并行 / 系统集成
阵列传感器、多通道锁相成像选 LIA-Mult（3–10 通道，每通道 8 解调器）；OEM / PXIe 集成选 OE1300 模块（12 VDC、181 mm）。
③ 追求最低噪声与最快响应
kHz 级以上且要求 2.5 nV/√Hz、动态储备 130 dB、8 解调器与 2 通道 PID，选 OE2011 / OE2012（250 kHz）或 OE2021 / OE2022（1.5 MHz）。
④ 高频与射频调制解调
按带宽递增选 OE2031 → OE2041 → OE2052 → OE2061（10 / 80 / 400 / 800 MHz），均支持 AM / FM 调制解调与 Boxcar 平均器。
⑤ 需要闭环控制或激励输出
全系多数机型内置 2 通道数字 PID（采样率最高 3.9 – 4 MSPS），并配 1 – 2 路信号发生器，可直接驱动电光调制器等负载。
⑥ 自动化测试与二次开发
标配 USB2.0 / 千兆网口 / RS-232，可选 WiFi、GPIB；提供 Python / MATLAB / LabVIEW API 与 CSV 数据导出。
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锁相放大器和频谱分析仪有什么区别？
频谱分析仪给出全频段的信息，用于找信号在哪；锁相放大器锁定一个已知频率，把该频率上的信号精确提取出来并给幅度与相位。前者用于分析，后者用于测量。实验流程通常是先用频谱找频率，再用锁相测强度。
没有参考信号怎么办？
必须自己创造调制。常见做法：机械斩波器调制光（几十 Hz 到几 kHz）、函数发生器调制 LED 或激光驱动电流、电光调制器调制（MHz 以上）、或直接调制样品偏压。锁相的前提是有已知频率的参考。
时间常数选多大合适？
经验值是 5τ 不超过你能接受的单点测量时间。做二维扫描且每点只能等 50ms，那 τ 最多 10ms。做静态的单点测量，可以取 τ = 1–10s 换取更低噪声。先用短时间常数快速找到信号，再拉长做精测。
双通道机型什么时候必须用？
需要同时测两路相关信号时，比如样品通道与参考通道、两个不同位置的探测器、或者电压与电流同时采集。双通道共用同一个参考与时钟，通道间相位关系是确定的；用两台单通道仪器则无法保证这一点。
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