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HINDS DPEM-460A 光电信号处理模块

采用低噪声JFET前置放大电路与仪表放大器组合架构，输入参考噪声低至0.5nV/Hz（电压输入）、0.1fA/Hz（电流输入），可有效放大光电探测器输出的微弱信号（最低10pA电流信号），同时最大程度抑制噪声干扰。增益范围覆盖10¹-10⁶倍，支持1倍步长精确调节，配合24位高精度模数转换，动态范围达120dB，可同时适配微弱光信号（如激光雷达远距离回波）与强光信号（如直射激光）的处理需求，无需更换模块即可实现不同强度信号的全覆盖检测。在半导体晶圆缺陷检测中，可将缺陷反射的微弱激光信号（100pA）放大至100mA，经模数转换后清晰识别0.1μm级缺陷，检测精度较同类产品提升20%。...

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HINDS DPEM-460A

一、概述

HINDS DPEM-460A 是高性能光电信号处理模块，隶属于海因兹DPEM系列光电检测核心产品家族，核心定位为激光干涉仪、光谱分析仪、光电探测器阵列等设备的“光电信号调理与数据转换中枢”。该模块融合海因兹在光电检测领域的核心技术积淀，采用低噪声前置放大架构、多通道同步采集设计及高精度模数转换方案，承担着光电探测器输出信号的低噪声放大、滤波整形、模数转换、数据校准及通信传输等关键任务，同时具备与上位机及检测系统的高速数据交互功能，确保微弱光电信号从采集到处理的高保真、低失真传输，为高精度光学测量提供核心信号处理支撑。

作为DPEM系列的旗舰级光电信号处理模块，DPEM-460A 与海因兹全系列光电探测器（如Si、InGaAs探测器）、激光光源及上位机软件深度兼容，可直接通过BNC接口接入光电探测器，通过以太网或USB接口与上位机通信，无需额外配置信号调理设备即可完成信号增益调节、滤波参数设置、数据采集等全流程操作。其广泛应用于半导体晶圆检测、光学元件面形测量、激光雷达测距、光谱分析等高精度检测领域，为半导体晶圆的缺陷检测信号处理、光学镜片的面形误差测量信号调理、激光雷达的回波信号解析及光谱仪的光强信号转换等核心流程提供可靠支撑，是提升光学检测系统测量精度、降低噪声干扰、保障数据可靠性的关键核心组件。模块具备低噪声放大、多通道同步采集、宽动态范围、强环境适应性及便捷调试等特性，可适配实验室高精度测量及工业现场检测等多场景需求，大幅提升光电检测系统的性能与稳定性。

HINDS DPEM-460A (1).jpg

二、技术参数

参数类别	具体规格	详细说明
核心光电信号处理参数	通道配置	4路差分模拟量输入 + 2路单端模拟量输入；1路模拟量输出；4路数字量输入（触发控制）；所有信号通道独立隔离，支持多通道同步采集
	输入信号特性	输入类型：光电探测器差分电流/电压信号；电流输入范围：10pA-10mA；电压输入范围：1mV-10V；输入阻抗：≥100MΩ（电压输入）、50Ω/1kΩ可选（电流输入）
	放大与滤波特性	增益范围：10¹-10⁶倍可调（步长1倍）；增益精度：±0.1%（全量程）；带宽范围：1Hz-1MHz可调；滤波类型：低通、高通、带通可选，滤波斜率：24dB/十倍频
	模数转换特性	采样分辨率：24位；采样速率：1kS/s-1MS/s可调（单通道）、1kS/s-250kS/s（四通道同步）；量化误差：±0.001% FS；动态范围：120dB（1Hz带宽）
	噪声性能	输入参考噪声：≤0.5nV/√Hz（电压输入，1kHz带宽）、≤0.1fA/√Hz（电流输入，1kHz带宽）；增益噪声：≤0.01%（全增益范围）；输出噪声：≤1mVp-p（增益10⁶倍时）
通信与控制参数	通信接口	标配1路千兆以太网（RJ45）、1路USB 3.0；支持RS232接口（可选配）；具备触发输入/输出接口（BNC，用于多设备同步）
	通信性能	以太网传输速率：1000Mbps，数据传输延迟≤1ms；USB 3.0传输速率：5Gbps，支持批量数据高速上传；支持触发同步，多模块同步精度≤10ns
	兼容协议与软件	支持TCP/IP、UDP协议；兼容LabVIEW、MATLAB、Python等上位机软件；提供SDK开发包，支持自定义数据处理算法开发；支持远程参数配置与控制
隔离与抗干扰参数	隔离等级	输入通道与核心电路间：1kVrms（1分钟）；通信接口与核心电路间：2kVrms（1分钟）；模拟量与数字量通道间：1.5kVrms（1分钟）；符合IEC 61010-1安全标准
隔离与抗干扰参数	抗干扰性能	符合IEC 61000-4标准：ESD接触放电±8kV、空气放电±15kV；浪涌抗扰度±1kV（线-地）；群脉冲抗扰度±0.5kV（5kHz/50kHz）；电磁辐射符合EN 55032 Class A标准
电源与环境参数	电源参数	输入电源：24VDC（18-32VDC宽幅适配）；电源功耗：≤20W（满负荷运行）；具备过压、过流、反接、浪涌保护功能
电源与环境参数	环境参数	工作温度：0℃-50℃（实验室场景）、-10℃-60℃（工业场景）；存储温度：-40℃-85℃；相对湿度：5%-90%（无凝露）；振动：≤5g（10-500Hz）；防护等级：IP20（模块本体）
物理与安装参数	尺寸规格	220mm×160mm×80mm（长×宽×高）；适配标准19英寸机架（1U高度）或桌面放置
物理与安装参数	安装方式	19英寸机架螺钉固定安装或桌面防滑垫放置；输入输出接口：BNC（模拟量）、RJ45（以太网）、USB 3.0 Type-B、端子排（电源）；前面板配备参数调节旋钮与状态指示灯

HINDS DPEM-460A (2).jpg

三、功能特点

1. 低噪声放大与宽动态范围，适配微弱信号处理

采用低噪声JFET前置放大电路与仪表放大器组合架构，输入参考噪声低至0.5nV/√Hz（电压输入）、0.1fA/√Hz（电流输入），可有效放大光电探测器输出的微弱信号（最低10pA电流信号），同时最大程度抑制噪声干扰。增益范围覆盖10¹-10⁶倍，支持1倍步长精确调节，配合24位高精度模数转换，动态范围达120dB，可同时适配微弱光信号（如激光雷达远距离回波）与强光信号（如直射激光）的处理需求，无需更换模块即可实现不同强度信号的全覆盖检测。在半导体晶圆缺陷检测中，可将缺陷反射的微弱激光信号（100pA）放大至100mA，经模数转换后清晰识别0.1μm级缺陷，检测精度较同类产品提升20%。

2. 多通道同步采集，保障并行检测效率

配置4路差分+2路单端模拟量输入通道，支持6路光电信号同时采集，其中4路差分通道可实现同步采样，同步精度≤10ns，适配多探测器阵列并行检测场景。单通道最高采样速率达1MS/s，四通道同步采样速率达250kS/s，可快速捕捉光电信号的动态变化（如脉冲激光信号）。通道间隔离等级达1kVrms，可有效避免多通道信号串扰，确保每路信号的独立性与稳定性。在光谱分析场景中，可同时接入6个不同波长的光电探测器，同步采集光谱信号并传输至上位机，光谱数据采集效率较单通道模块提升6倍，大幅缩短检测时间。

3. 灵活滤波与信号调理，适配多场景需求

内置可编程滤波器，支持低通、高通、带通三种滤波类型，带宽可在1Hz-1MHz范围内连续调节，滤波斜率达24dB/十倍频，可根据不同检测场景的信号频率特性精准滤除干扰噪声。例如在激光干涉测量中，针对50Hz工频干扰，可设置50Hz陷波滤波；在脉冲激光检测中，可设置1kHz-100kHz带通滤波，保留脉冲信号的同时滤除低频漂移与高频噪声。支持软件与硬件双重调节，前面板配备滤波类型与带宽调节旋钮，可实时调整参数并通过指示灯显示当前状态；也可通过上位机软件远程配置，适配自动化检测系统的无人值守需求。

4. 高速通信与数据交互，提升检测系统响应速度

标配千兆以太网与USB 3.0双高速通信接口，以太网传输速率达1000Mbps，数据传输延迟≤1ms，可实现检测数据的实时上传与远程控制；USB 3.0接口传输速率达5Gbps，适配大批量历史数据导出场景（如连续24小时检测数据）。支持触发同步功能，通过BNC触发接口可实现多模块与检测设备（如激光光源）的同步联动，触发响应时间≤10ns，确保信号采集与光源发射的精准同步。在激光雷达测距系统中，模块接收触发信号后同步采集回波信号，通过以太网实时上传至数据处理单元，测距响应时间较传统模块缩短30%，可实现100m范围内±1cm的高精度测距。

5. 高精度校准与数据校准，保障测量可靠性

内置多点校准机制，支持增益校准与零点校准，通过上位机软件可调用内置校准程序，使用标准信号源对各增益档位进行校准，校准后增益精度达±0.1%，确保不同增益档位下的测量一致性。具备零点漂移自动补偿功能，每小时自动校准一次零点，可有效抵消温度变化导致的零点漂移（温度漂移≤0.001% FS/℃）。支持用户自定义校准曲线，针对特定光电探测器的非线性特性，可导入校准数据生成拟合曲线，对采集数据进行非线性修正，提升测量精度。在光学元件面形测量中，通过自定义校准曲线修正探测器非线性误差后，面形误差测量精度从±0.5λ提升至±0.1λ（λ=632.8nm）。

6. 便捷调试与兼容扩展，降低系统集成成本

兼容LabVIEW、MATLAB、Python等主流上位机软件，提供完整的SDK开发包与示例代码，工程师可快速开发自定义数据处理与控制程序，无需从零构建开发框架。前面板配备增益、带宽调节旋钮及通道状态指示灯，可直观显示各通道的工作状态（采集中、校准中、故障），调试时无需连接上位机即可完成基础参数调节与状态判断。支持多模块级联扩展，通过以太网可实现最多16个模块的组网控制，适配大规模多通道检测系统（如半导体晶圆整片检测）。模块适配19英寸标准机架安装，可与海因兹光电探测器、激光光源等设备集成至同一机架，简化系统布线与集成流程。

四、常见故障及解决办法

故障现象	可能原因	解决办法	注意事项
模块无法启动，电源指示灯不亮	1. 24VDC电源未接入或接线松动；2. 电源电压超出18-32VDC范围；3. 电源正负极反接；4. 内部电源保险管熔断；5. 电源接口接触不良	1. 检查电源接线，重新插拔并紧固端子排；2. 用万用表测量电源电压，确保在适配范围内；3. 调换电源正负极接线；4. 更换同规格保险管（2A/250V）；5. 清洁电源接口触点，重新插拔连接	更换保险管需选用原厂同规格产品；操作前必须断开电源，避免触电
采集信号噪声过大，测量数据不稳定	1. 增益档位过高；2. 滤波带宽设置不当；3. 输入线缆未屏蔽或接地不良；4. 光电探测器与模块接触不良；5. 环境电磁干扰过强	1. 降低增益档位至合适范围（确保信号未饱和）；2. 重新设置滤波类型与带宽，滤除干扰频率；3. 更换屏蔽BNC线缆，确保线缆屏蔽层单端接地；4. 重新插拔探测器连接线，紧固接口；5. 增加电磁屏蔽罩，远离大功率干扰源	接地电阻需≤4Ω；增益调节时需确保信号峰值不超过模数转换满量程
采集数据与标准值偏差过大	1. 模块未校准或校准数据失效；2. 增益档位设置错误；3. 探测器校准曲线未导入；4. 输入信号类型（电流/电压）配置错误；5. 滤波参数影响信号幅值	1. 通过上位机软件执行零点与增益校准；2. 核对增益档位设置，重新调节至正确档位；3. 导入探测器对应的校准曲线；4. 进入软件配置输入信号类型，重启模块生效；5. 调整滤波带宽，确保覆盖信号有效频率范围	校准需使用溯源至国家计量标准的信号源；校准后需保存校准数据，避免断电丢失
通信故障，无法与上位机连接	1. 通信线缆松动或损坏；2. 以太网IP地址与上位机不在同一网段；3. USB驱动未正确安装；4. 通信端口被占用；5. 模块通信电路损坏	1. 更换通信线缆，重新插拔连接；2. 重新配置模块IP地址，确保与上位机网段一致；3. 卸载旧驱动，安装官网最新USB驱动；4. 关闭占用通信端口的其他软件；5. 更换模块并联系HINDS售后维修	修改IP地址后需重启模块生效；USB驱动需对应模块型号，禁止混用其他型号驱动
多通道同步采集数据不同步	1. 触发信号未接入或接触不良；2. 触发参数配置错误（触发边沿、延迟）；3. 部分通道增益调节不一致；4. 模块同步时钟故障；5. 多模块级联时同步线缆未连接	1. 检查触发线缆，重新插拔BNC接口；2. 进入软件核对触发参数，设置正确的触发边沿与延迟时间；3. 统一各通道增益档位与滤波参数；4. 执行模块自检程序，若时钟故障则更换模块；5. 连接多模块同步线缆，重新执行同步校准	触发信号幅值需满足模块触发阈值（5V±1V）；多模块同步时需确保所有模块固件版本一致

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一、概述

二、技术参数

三、功能特点

1. 低噪声放大与宽动态范围，适配微弱信号处理

2. 多通道同步采集，保障并行检测效率

3. 灵活滤波与信号调理，适配多场景需求

4. 高速通信与数据交互，提升检测系统响应速度

5. 高精度校准与数据校准，保障测量可靠性

6. 便捷调试与兼容扩展，降低系统集成成本

四、常见故障及解决办法

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