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双通道 600 MHz 任意波形发生器 苏黎世 Zurich UHFAWG  

苏黎世 UHFAWG 双通道 600 MHz 任意波形发生器将信号生成和检测集成在一台仪器中,为脉冲测量提供了功能全面的系统。先进的 AWG 编程理念方便用户在 600 MHz 双通道上自定义输出信号。可选的检测方式包括……

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A80170072  8-10周    苏黎世 UHFAWG 双通道 600 MHz 任意波形发生器   [PDF] 频率范围 DC - 600 MHz 幅值范围 ±150 mV; ±1.5 V (直流耦合 50 Ω) 振荡器数量 2 (如有 UHF-MF option,8 个) 相位噪声 -120 dBc/Hz (10 MHz; 偏移 100 Hz); -130 dBc/Hz (10 MHz; 偏移 1 kHz) 

总览

苏黎世 UHFAWG 双通道 600 MHz 任意波形发生器将信号生成和检测集成在一台仪器中,为脉冲测量提供了功能全面的系统。先进的 AWG 编程理念方便用户在 600 MHz 双通道上自定义输出信号。可选的检测方式包括多路高速解调器、 脉冲计数器、 Boxcar 平均器和 数字转换器。AWG 信号的组成和调制功能可保证信号的相位相干性,满足苛刻测量环境的要求。基于内部测量结果的序列分支能够以非常的速度实现前馈协议,使其适用于量子纠错、核磁共振波谱等应用。 

通用参数

应用

电路量子电动力学

量子技术:量子通信、半导体自旋量子、量子点、射频反射测定法

离子阱实验

核磁共振波谱/电子顺磁共振波谱

雷达/激光雷达

混合信号设备测试

扫描振动测量

啁啾脉冲频响分析仪(无泄漏 FFT)

频带激励扫描探针显微镜

电泵浦探针


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特点


UHFAWG 有两个 600 MHz 的信号输出通道,可输出任意波形,每通道 128MSa 存储深度。 LabOne® 用户界面提供高级的编译器,集成了波形生成与编辑、定序和配置仪器的功能,简化了输出信号的流程。点击此处了解更多关于 AWG 编程的设计思想。

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与此同时,UHFAWG 也具备两个 600 MHz 的信号输入通道,以及一套同步和异步检测的工具。交叉触发功能使 AWG 与内部检测单元可相互触发,取代了以前传统测量系统中的仪器间触发,不必将信号检测的仪器和信号生成的仪器用复杂的同步方法同步。从以下例子可以看出,单独一个 AWG 程序就可以控制整个测量过程。


Screenshot of a HDAWG program

LabOne 定序器编辑窗口中的 AWG 程序可控制波形输出、多数字位数字输出以及动态改变载波频率。

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Plots Output Signal

这些模拟和数字 AWG 信号是这个程序生成的。数据采集(零差检测)与信号生成是同步进行的。


LabOne 用户界面提供广泛的测量和分析软件包:


使用参数扫描仪可以直观的表征 AWG 的参数(如波形幅值、延迟或载波频率和相位)对测量结果的影响。

通过绘图仪可以看到连续流盘的测量数据,从而可以密切观测 AWG 信号对测量结果的影响。

使用内置示波器或软件触发功能来触发记录数据,匹配 AWG 测量中经常用到的脉冲测量特征。

提供Python、LabVIEW、MATLAB 和 C 语言的 LabOne 编程接口 (API) ,以便于快速集成到现有的控制软件中。

波形生成、调制和啁啾信号

UHFAWG 提供两种输出模式:


在直接输出模式下,波形直接输出到直流耦合的信号输出口。128 MSa 存储深度和 14 位垂直分辨率,1.8 GSa/s数模转换生成高分辨率脉冲波形,可重现各种设备测试条件或补偿信号传输中出现的失真。

在调幅模式下,每个 AWG 通道可以产生包络信号,施加在用内部振荡器生成的正弦信号上。通过 AWG 序列编辑器与脉冲包络,就可优化相位相干脉冲序列的生成,不需要上传完整的波形。这既能节省时间,又能增加吞吐量。在相位或频率需要频繁调谐时,载波参数可变就能发挥很大的作用。在需要用到 600 MHz 全带宽和长脉冲序列的应用(如 核磁共振波谱)中,用户可以用低采样率来定义包络信号,远低于最终信号的的采样率,减少波形占用存储。

 

点击这里了解关于 AWG 调制和触发功能的更多信息。UHF-MF 多频选件可进一步增强调制功能。它可以实现脉冲序列中最多 8 个频率的快速切换及精确的通道间相位控制,是外部 I/Q 混频的理想选择。


UHFAWG 的内部振荡器同时为信号生成和信号检测提供参考信号,可在脉冲雷达等应用中进行相位测量。每通道可提供两个数字标记信号,其时间分辨率与直接输出模式和调幅模式中的模拟信号相同。


UHFAWG 为扫描振动测量、高 Q 值谐振器测试、频带激励扫描探针显微镜或雷达提供了新的啁啾信号生成方式。直接输出的周期性啁啾信号可用于快速、高分辨率的频率响应测量。调幅模式与 UHF-MF 选件相结合,可生成以振荡器(可自由控制的)频率为中心的啁啾信号(例如在锁相环中)。最后,通过 AWG 序列编程器扫描振荡器频率,无需波形存储即可生成长段啁啾信号。


检测方案

UHFAWG 仪器可与仪器内的多种检测单元结合使用:


多路解调器能够以一流的 5MHz 测量带宽对脉冲射频测量进行相敏检测。

脉冲计数器选件能够以最高 225 MHz 的速度方便地处理光电倍增管的信号或类似的脉冲信号。

示波器/数字转换器可以直接显示系统对波形激励的响应,可使用无频谱泄露的 FFT 显示啁啾信号的频率响应。

频谱分析仪满足高频分辨率测试需求。

Boxcar 平均器提供对低占空比、快速的周期信号的精确分析。

序列分支和前馈

UHFAWG 可使用分支功能。根据外部条件(例如 32 位数字输入的状态)或内部条件(例如信号解调值)选择下一个波形。下面的流程图说明了仪器可在不同应用中灵活定义分支条件。实现亚微秒前馈时间只需执行几个序列器编程指令,不需要经过底层数字信号处理。


这个例子显示了快速反馈协议的信号路径。对于包括解调和条件分支的反馈协议,系统可达到小于 1µs 的反馈延迟。AWG 直接触发延迟小于 150ns。

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功能图解


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任意波形发生器

通道数2
数模转换1,214 位, 1.8 GSa/s
波形存储深度1,2每通道 128 MSa
定序器长度1024 条指令,核心内存加动态扩展
输出模式调幅模式、直接输出模式、4 通道辅助输出模式
条件分支输入信号32 位数字输入、触发输入、内部触发(锁相、示波器、计数器)
条件分支反馈延迟< 1 µs
定序器输出UHF 模拟输出, 每通道 2 个标记, 32 位数字输出, 辅助输出
触发输出延迟< 150 ns
触发不确定度2.2到4.4 ns


UHF 信号输出

频率范围DC - 600 MHz
幅值范围 ±150 mV, ±1.5 V (直流耦合 50 Ω)
振荡器数量2 (如有 UHF-MF option,8 个)
相位噪声-120 dBc/Hz (10 MHz, 偏移 100 Hz), -130 dBc/Hz (10 MHz, 偏移 1 kHz)
随机抖动 (RMS)4.5 ps (100 MHz, 6 dBm 正弦波)

1 同时使用 UHFAWG 和 UHF-DIG 数字转换器选件会降低 AWG 的采样率或者波形存储大小。

2 对于同时在双通道上输出的大于 32 kSa 的非重复波形,最大采样率是 900 MSa/s.

 

 















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