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UHFAWG
任意波形ジェネレータ

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UHF-AWG 任意波形ジェネレータは、信号発生と信号検出を一つのボックスに統合した、パルス測定プロトコルの為の完成されたソリューションです。
最先端のプログラミングコンセプトはユーザ独自の信号を、600MHzの出力チャンネルへ素早く実現するルートを提供します。提供される信号検出スキームには、時間ドメイン解析の為の、高速デモジュレーションパルスカウンティング デジタイザといった機能も含まれています。
内部測定結果に基づくシーケンス分岐は、量子エラー訂正のようなアプリケーションを可能にする、比類なきスピードのフィードフォワードを可能にします。

また高度な変調能力により、UHF-AWGは、量子コンピュータ、混合信号デバイステスト、NMR顕微鏡といったアプリケーションの、高度な位相コヒーレント性の要求に合致するようデザインされています。
全ての機能は、LabOne®ソフトウェアに使い易く収納されており、Windows、Linux等プラットフォームに依存しない直観的な制御を提供します。


UHF-AWG 任意波形ジェネレータ アプリケーションはこちら


波形例を追加しました。
特長
  • デュアル 600MHz任意波形ジェネレータ
  • 14bit 垂直分解能、2 マーカ / チャンネル
  • 128MSa波形メモリ / チャンネル
  • 強度変調:内部 & 外部信号位相参照での変調
  • 2チャンネル600MHz 信号入力:標準装備のオシロスコープで入力波形を観測でき、復調パルスカウンタ・ボックスカーアベレージャ機能はオプションで追加可
  • クロストリガエンジン:低遅れでのトリガ動作及びシーケンス分岐

ユーザ利点
  • 始め易さと使い易さ:直観的なAWGプログラミング言語
  • 測定セットアップの煩雑さ解消:1つのユーザインタフェイスによりAWGと測定を制御
  • 自動測定の可能性向上:ディレイ、振幅、周波数、位相のAWGパラメータ自動掃引
  • 待ち時間短縮:変調 及び シーケンサ機能により、長い位相コヒーレントパターンを高速転送
  • FPGAプログラミングなく、高速のフィードフォワード、フィードバックプロトコルをシンプルに実行
  • 量子コンピュータ
  • 回路量子電磁力学(回路QED)
  • 量子ドット
  • NMR/EPR 分光
  • レーダ / ライダ
  • 複合信号デバイステスト

製品ハイライト

UHF-AWGは、ユーザプログラム可能な128MSaメモリからのあらゆる波形を600MHz 出力チャンネルに再現できます。
LabOne® ユーザーインターフェイスに組込まれた、高水準コンパイラは、ツールを波形作成・編集、 シーケンシング、インスツルメンツ構成に集中し、要求される出力信号を得られるよう、効率的なワークフローを確保します。
また、UHF-AWGは、2つの600MHz信号入力を備え、測定ツールセットは、様々な同期・非同期の信号検出方法を提供します。

クロス・トリガ・エンジンは、従来の測定セットアップで行われた、デバイス間トリガに代って、インスツルメント内で、AWGと信号検出ユニット間の双方向トリガを可能にします。これにより、信号発生と信号検出の分離されたインスツルメント間の場合に必要になる、煩雑な同期作業を解消します。

下記の事例に示される通り、測定過程はひとつのAWGプログラムによって制御されます。
プラットフォームに依存しないLabOneユーザーインターフェイスは、広範囲の測定・解析ツールセットを提供します。例えば、自動パラメータ掃引機能では、波形振幅・ディレイ時間・キャリア周波数・位相といったAWGパラメータ依存特性が、簡単に測定できます。
プロッタツールでは、連続的なストリームデータが可視化され、AWG信号による効果を詳細にモニタすることができるようになっています。組込オシロスコープ機能でのトリガによるデータレコーディングや、ソフトウェアトリガツールによる、AWG測定では度々必要となる、ショットライクな特性測定をサポートします。

Python、LabView、MATLAB、C対応のLabOneプログラミングインターフェイスにより、既存のコントロールソフトウェアへの組込も容易です。


LabOneシーケンスエディタウィンドウ

LabOneシーケンスエディタウィンドウ
AWGプログラム例: 波形成形、マルチビットデジタル出力、キャリア周波数動的変化


アナログ・デジタルAWG信号

アナログ・デジタルAWG信号:プログラム例右により生成。
信号発生と同時実行されたデータ収集例 (ホモダイン検出)

波形生成及び変調

UHF-AWGは、ダイレクト出力モードと振幅変調モードでの二つの動作モードがあります。

ダイレクト出力モードでは、波形はDCカップリングの信号出力へ出力されます。
128 MSa 波形メモリと14-bit、1.8 GSa/sのD/A変換により、広範囲のデバイステスト条件をカバーし、信号路での歪を補償するような、高い分解能を持つパルス波形の発生を可能にします。

振幅変調モードでは、各AWGチャンネルは内部発振器で生成されたサイン波を形成し、シーケンサ及び波形包絡線を用いて位相コヒーレントなパルスパターンを最適化します。
全ての完全な波形をアップロードする必要はありません。 これにより、時間を節約し、処理量を向上させます。

各種キャリアパラメータは位相や周波数を頻繁にチューニングする必要がある際などに助けになります。NMR分光のように、600MHzの帯域で、長いパターンを必要とするアプリケーションでは、ユーザは最終波形よりも低いサンプリングレートですむ包絡線を指定することで、波形のデータサイズを少なくすることが可能です。

UHF-AWGの内部発振器は、信号発生及び信号検出の双方の参照信号となります。
これにより、パルスレーダのアプリケーションでは理想的な位相測定を可能にします。 また、ダイレクト出力モード、振幅変調モード共に、チャンネル毎に2つのデジタルマーカが出力可能になっています。
マーカ設定時間分解能はアナログ信号と同じです。


信号検出スキーム

UHF-AWGは同一機器内に、様々な信号検出機能と統合することが可能です。

以下のセットアップ例、次ページのオプション表から、UHF-AWG が、測定にどのように有効か、想像してもらえると幸いです。


シーケンス分岐とフィード・フォワード

シーケンス分岐機能により、UHF-AWGは、32-bitデジタル入力状態のような外部条件、デモジュレータ信号位相のような内部条件に応じて、次の波形を選択することが可能になっています。

下のフローダイヤグラムは異なるアプリケーションにおけるシーケンス分岐を決定する際のフレキシビリティを図解しています。 サブマイクロ秒のフィード・フォワード時間を達成するには、数個のシーケンサコマンドの問題であり、低レベルのデジタル信号プロセスを必要としません。


高速フィードバック実験系信号パスダイヤグラム。フィードバック潜伏時間は、デモジュレーション、分岐を含む実験系においても、 1µs より小さくすることが可能。ダイレクトAWGトリガディレイは、150 nsより小。

Sequence branching and feed-forward

機能系統図

UHF AWG 機能系統図

ダイヤグラム中、オレンジ色の部分はオプションでアップグレード可能。

UHF-AWG 任意波形ジェネレータは、単独装置として、
または、UHFLI ロックインアンプのアップグレードオプションとして、どちらでも販売可能。

Arbitrary Waveform Generator
Channels 2
D/A conversion 14 bit, 1.8 GSa/s 1,2
waveform memory 128 MSa per channel 1,2
sequence length 1024 instructions
output modes amplitude modulation, direct output
conditional branching input signals 32-bit digital input, trigger input, internal trigger
(lock-in, scope, counter)
conditional branching feedback latency <1 µs
sequencer output UHF analog output, 2 markers/channel,
32-bit digital output, auxiliary output
trigger delay to output <150 ns
trigger uncertainty 2.2 to 4.4 ns
UHF Signal Output
frequency range DC – 600 MHz
output ranges  ±150 mV, ±1.5 V (DC-coupled 50 Ω)
number of oscillators up to 8
phase noise −120 dBc/Hz (10 MHz, offset 100 Hz), 
−130 dBc/Hz (10 MHz, offset 1 kHz) offset 100 Hz)
1 Operating the UHF Arbitrary Waveform Generator in parallel with the UHF-DIG Digitizer leads to a reduction of either the UHF-AWG sampling rate or the waveform memory size.
2 For non-repetitive patterns played from the waveform memory on both output channels simultaneously the maximum sampling rate is 900 MSa/s.

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