在量子测控、超快激光光谱、扫描探针显微、半导体芯片表征实验中，科研人员经常需要从强噪声背景提取微弱周期性信号。传统商用锁相放大器解调带宽大多局限于几百 MHz 以内，开展微波频段测量需要额外配置变频模块，引入额外噪声、相位偏差，系统搭建复杂；同时普遍通道数量有限，多通道并行解调成本高，多台仪器联动同步难度大。

Liquid Instruments 新一代Moku:Delta 软件定义锁相放大器，实现1mHz‑2GHz 解调带宽，8 通道并行解调，依托独创混合 ADC 技术兼顾带宽与低噪声；单台硬件集成 15 种以上仪器功能，无需外置变频单元，可覆盖从 mHz 低频生物信号到 GHz 量子比特读出的跨量级测量需求。昊量光电为国内主要授权代理商，提供选型评估、本地化技术支持，适配前沿科研多场景微弱信号检测。

一、Moku:Delta 核心硬件与关键参数

解调性能：解调频率 1mHz‑2GHz；频率分辨率 1Hz；动态储备＞120dB；相位精度 0.000001°；时间常数 12.8 ns‑0.215 s；增益‑80~+160dB；本振输出最高 2GHz，支持内 / 外部参考时钟。

硬件架构：第三代 Xilinx UltraScale+ RFSoC FPGA；8 通道模拟输入输出，5GSa/s 采样；14 位高速 ADC+20 位低速 ADC 混合架构；输入噪声＜10 nV/√Hz@100Hz；OCXO 时钟稳定度 1ppb，支持 GPS 驯服晶振；32 路双向数字 I/O；输入阻抗 50Ω/1MΩ 可切换，AC/DC 耦合可选。

数据采集：快照模式 5GSa/s，连续采集模式 10MSa/s；支持 X/Y 直角、R/θ 极坐标双向正交解调。

平台特性：软件定义仪器，可并行运行多台虚拟仪器，和频谱分析仪、PID 控制器、时间频率分析仪协同工作。

对标参考：主流商用设备 UHFLI 最大解调 600MHz、HF2LI 50MHz、SR844 200MHz；Moku:Delta 可做到 8 通道同步 2GHz 解调。

二、核心技术原理：混合 ADC（ADC Blending）技术

痛点：传统单一 ADC 架构，带宽和分辨率相互制约；追求高频带宽会牺牲低频噪声性能，高分辨率 ADC 又难以实现 GHz 级采样。

落地价值：每条输入通路同时经过 14 位高速 ADC、20 位低速 ADC 两条转换链路。系统依据输入信号频率做智能混合运算，高频部分依靠高速 ADC 实现 2GHz 带宽；低频部分启用高分辨率低速 ADC 压低噪声底。在整机全频段同时实现 2GHz 解调带宽与 nV 级低噪声，解决带宽‑分辨率固有矛盾，是实现 2GHz 锁相放大的核心技术。

三、典型科研应用场景

3.1 量子传感与量子比特读出

痛点：NV 色心磁力计、超导量子比特读出信噪比低，需要多路并行解调，同时记录单光子事件时间戳。

落地价值：8 通道并行锁相解调，可同时处理多路量子比特信号；内置时间‑频率分析仪，抖动小于 10ps，完成单光子事件时间戳记录。

3.2 超快激光与泵浦‑探测光谱

痛点：泵浦‑探测、受激拉曼散射 SRS 实验，调制信号达到 GHz 级别，对仪器时间常数、解调带宽要求严苛。

落地价值：最短 12.8ns 时间常数，2GHz 解调上限，适配飞秒激光系统重复频率与调制带宽。

3.3 PDH 激光频率稳定

痛点：PDH 稳频系统需要锁相放大 + PID 控制多套设备组合，多激光器同时锁定设备堆叠复杂。

落地价值：最高支持 250 次谐波解调，内置 PID 控制器，单台设备可同时完成多路激光器频率锁定，简化系统搭建。

3.4 扫描探针显微与近场光学（AFM/SNOM）

痛点：探针与样品交互产生多路微弱调制信号，多通道采集会增加多台仪器成本与同步误差。

落地价值：8 路模拟输入同步采集多路探测信号，提升显微成像采集通量。

3.5 半导体混合信号芯片测试

痛点：芯片表征需要锁相、逻辑分析、频谱分析多类仪器协同，多设备接线繁琐、时序难对齐。

落地价值：8 路模拟通道 + 32 路数字 I/O，依靠软件定义仪器，一台设备内部完成多仪器并行协同，减少外部接线与时序偏差。

四、产品特点
超宽跨频段覆盖：1mHz‑2GHz 解调，跨越 12 个数量级，兼顾低频微弱信号与微波频段解调，无需外置下变频模块。
混合 ADC 创新架构：兼顾 GHz 带宽与 nV 级低噪声，解决传统仪器带宽‑分辨率相互制约的短板。
8 通道并行解调：支持多路信号同步锁相放大，适合多比特、多探针并行测量实验。
软件定义一体化平台：单硬件可运行十余种虚拟仪器，内部时钟同源，仪器间时序同步可靠，减少外部设备堆叠。
丰富时钟与接口能力：OCXO 高稳定时钟，支持 GPS 驯服晶振，灵活适配各类复杂科研测控系统。

五、昊量光电配套供货与技术服务

Liquid Instruments Moku:Delta 超高频锁相放大器，昊量光电作为国内主要授权代理商提供完整服务：

售前选型评估，结合用户实验频率、通道数量做配置建议；

技术方案设计，协助完成 PDH 稳频、量子读出、超快光谱系统搭建咨询；

设备供货、操作培训、软件使用指导；

本地化售后技术响应。

六、FAQ

Q1：Moku:Delta 是否需要额外增加下变频模块做 GHz 信号解调？

A：不需要，本机直接支持最高 2GHz 解调带宽，省去外置变频单元，规避变频带来的额外噪声与相位误差。

Q2：混合 ADC 技术带来什么实际好处？

A：解决传统仪器带宽与噪声不可兼得的问题，高频段保障 2GHz 带宽，低频段保持 nV 级低噪声底，全频段测量性能均衡。

Q3：Moku:Delta 最多可以几路同时做 2GHz 锁相解调？

A：支持 8 通道并行 2GHz 锁相放大解调，适合多比特量子、多路探针显微等多通道实验。

Q4：Moku:Delta 除锁相放大器之外还能实现哪些仪器功能？

A：属于软件定义测量平台，一台硬件可运行锁相放大器、PID 控制器、频谱分析仪、时间频率分析仪等十余种仪器，支持多仪器内部并行协同。

七、总结

Moku:Delta 超高频锁相放大器依托第三代 RFSoC 硬件与混合 ADC 技术，实现 1mHz‑2GHz 超宽解调范围，8 通道并行锁相放大，将低频微弱信号检测和微波频段解调集成于单台设备；同时软件定义平台可实现多仪器内部协同，简化量子测控、超快光谱、PDH 激光稳频、扫描探针、半导体测试等前沿实验系统。

如果您正在选型高频锁相放大器，可访问昊量光电产品页面查阅完整规格，或联系技术人员开展选型评估。

了解更多Moku：Delta超高频锁相放大器详情，请访问上海昊量光电的官方网页：

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