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UHFAWG 任意波形发生器

主要特点

  • 双通道 600 MHz 任意波形发生器
  • 14 位垂直分辨率，每通道两个标记，1.8 GSa/s
  • 每通道 128MSa 存储深度
  • 使用内部和外部相位参考的调幅
  • 双通道 600 MHz 信号输入，带示波器和可选检测功能选件
  • 交叉触发功能可实现低延迟触发和序列分支跳转


UHFAWG 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前所未有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。

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

亮点

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。


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。





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。




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。

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。

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。

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。

功能图解

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