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关于光电信号测量仪器的解决方案

2023-08-09 11:30:16 | 人围观 | 评论:

  “片上仪器”(IoC)是电子测试测量仪器的新兴趋势,有着高度集成化、灵活配置的优点,可将多种通用仪器功能集成到一个芯片上并支持二次开发,为对便携性、集成度和成本缩减具有极高要求的用户提供了新的解决方案。

  光电信号测量仪器市场上已经出现了具有代表性,也表现不凡的片上仪器,比如Moku:Lab这样的产品,尺寸仅比成年男子手掌略大,重量仅有1.69 kg,却集成了足足12种仪器功能,不仅有示波器、信号源、频谱仪这样的常见仪器,也有用于光学测量的锁相放大器、相位表、激光锁盒等的专业仪器。其中锁相放大器是一种用途非常广泛的电子测量仪器,主要用于微弱信号的检测,能从强噪声的环境下提取出已知频率的待测交流信号,并得出信号的幅值、相位等信息。光学、材料科学、物理学、电子信息、生物医学等领域都能见到它的身影。

 

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  锁相放大器波形分析界面

  展示了如何操作Moku:Lab锁相放大器检测噪声中微弱信号,也能够同时了解Moku:Lab作为片上仪器,是如何集成使用其任意波形发生器、示波器、频谱仪及锁相放大器的。在这个演示中,成都立思方信息技术有限公司使用Moku:Go的任意波形发生器模拟生成淹没在噪声信号中的微弱信号,使用Moku:Lab的示波器观察输入信号的波形、频谱仪确定在特定频率下存在微弱信号,最后使用锁相放大器检测出μV级别微弱信号的幅值大小。

  主要参数

  •   解调频率范围:1 mHz 到 200 MHz,分辨率3.55μHz
  •   动态储备:>120 dB
  •   可调节时间常数:32 ns 到 0.537 s
  •   超快数据采集:触发模式高达500 MSa/s,连续模式可达1 MSa/s

  典型应用

  •   泵浦-探测/超快光谱
  •   激光扫描显微镜(SRS, TA等)
  •   磁光克尔效应
  •   激光频率稳定
  •   冷原子与精密光谱测量

  Moku优势

  可以使用内部或外部参考解调输入信号,外部解调可选PLL支持双相位解调;

  集成PID控制器、示波器和数据记录器。一次可同时监测两个信号,并用其内置的数据记录器以高达1MSa/s的速度连续记录数据;

  双相位解调,可在矩形(X/Y模式)或极坐标(R/Theta模式)之间切换;

  Windows 和 Mac 端统一直观的图形化软件,便携、易操作,确保学生可以在一个平台上轻松配置他们需要的所有仪器功能。

 

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  锁相放大器本机震荡源、辅助输出及PID选择

  除了Moku:Lab,Moku系列多功能仪器还有一款Moku:Pro,是一款具有更高性能的片上仪器,大幅扩展了Moku产品的应用场景。此外,Moku产品还全面支持PythonMATLABLabVIEW 应用程序接口(API),使其无论在教学还是科研应用,都具有无与伦比的灵活性。

  Pro性能亮点

  •   四个模拟输入通道:采样率5 GSa/s(单通道),1.25GSa/s(四通道);10位和18位ADC,具备随频率变化的信号混合功能;
  •   四个模拟输出通道:16位,1.25GSa/s DACs;
  •   卓越的低频噪声性能:全输入带宽下的噪声500 μVpp RMS
  •   120 GB高速SSD
  •   可用户编程FPGA:Xilinx Ultrascale+。




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