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HDAWG 任意波形發(fā)生器

主要特點

2.4 GSa/s，16 位，帶寬 750 MHz
最大輸出幅值 5 Vpp
最多可擴展至 144 個輸出通道
觸發(fā)輸出延遲小于 50 ns
可實現(xiàn)多頻率數(shù)字調制
LabOne? AWG 定序器和編譯器

產品介紹
技術參數(shù)
附件及選件
視頻演示
技術文檔

Zurich Instruments 的多通道任意波形發(fā)生器 HDAWG 擁有同類產品中最高的通道密度，其設計旨在實現(xiàn)高級的信號發(fā)生功能，帶寬高達 750 MHz 。HDAWG 擁有 4 或 8 個直流耦合單端模擬輸出通道，輸出垂直分辨率為 16 位。每個模擬輸出有兩個可切換模式，直接模式（最高帶寬和超低噪聲）和放大模式 (最高輸出幅值為 5 Vpp)。至多 18 臺 HDAWG 可以通過我們的可編程量子系統(tǒng)控制器 PQSC 實現(xiàn)時間同步。

LabOne 提供了先進的編程理念，它結合了 AWG 的高性能、靈活性和函數(shù)發(fā)生器的易用性。使用 LabOne 用戶界面 (UI) 以及適用于 LabVIEW?、.NET、MATLAB?、C 和 Python 的 API，用戶可以輕松實現(xiàn)自動化測量以及快速整合 HDAWG 至現(xiàn)有控制環(huán)境。

應用

量子計算
雷達/激光雷達
核磁共振譜 (NMR) 和電子順磁共振譜 ( EPR)
半導體器件測試
磁共振成像 (MRI) 和電信應用中的多輸入多輸出(MIMO) 技術

亮點

高級 AWG 編程

在 LabOne AWG 定序器中定義波形和序列后，LabOne AWG 編譯器會在最短的時間內將指令轉換為機器語言并將結果傳送到硬件。LabOne 定序功能支持循環(huán)，循環(huán)內可以設置動態(tài)變化的時間延遲和條件分支點。

除 Gaussian、Blackman、正弦等標準波形之外，LabOne 還包括復雜波形設計需要使用的所有重要數(shù)學和陣列編輯工具。用戶可輕松對波形進行相加、相乘、剪切、拼接，以及波形分段整理。如果要導入其他儀器測量到的信號或由 MATLAB 等工具計算的波形，只需拖放操作便可。

多設備同步 (MDS)

基于多設備同步功能，多臺 HDAWG 可視為一臺多通道 AWG：

單一 LabOne 用戶界面或 API 操控所有 HDAWG
同步所有的輸出通道的輸出波形，實現(xiàn)點對齊
所有儀器的時鐘相位鎖定
同步所有時間戳和采樣率

在使用設備同步功能時，LabOne AWG 編譯器負責將主時序程序分配到所有儀器，同時運用自動交互觸發(fā)協(xié)議確保同步波形播放時序。對于同步 4 臺或 4 臺以上 HDAWG，我們建議使用我們的可編程量子系統(tǒng)控制器PQSC，因為與 MDS 相比 PQSC 可以提供更高的同步時間精度。

振蕩器、調制和相位控制

HDAWG 配備的數(shù)字振蕩器可直接生成正弦載波，獨立于 AWG 編程產生的包絡信號。因此，可以快速上傳生成大量長波形，同時確保多脈沖的精確相位相干。此外，用戶可任意調節(jié)和掃描載波的頻率和相位，而無需編寫靜態(tài)波形。

HDAWG-MF 多頻調制選件增加了振蕩器的數(shù)量，并實現(xiàn)了全數(shù)字 I/Q 頻率調制和相位調制、頻率復用和相位循環(huán)。

低延遲觸發(fā)和時序分支

HDAWG 的低延遲設計，使其在前面板檢測到觸發(fā)輸入后，能夠在 50 ns 內輸出波形的首個樣本。對于無法長時間保持屬性不變的量子系統(tǒng)，低延遲觸發(fā)是量子計算反饋實驗的必要條件，每納秒的縮短都可能顯著改善實驗結果。HDAWG 的 4 或 8 輸出通道可按 2x2 (2 個序列發(fā)生器) 或 4x2 (4 個序列發(fā)生器) 分組，每組均可被單獨觸發(fā)。這為實驗系統(tǒng)中子系統(tǒng)的信號分配增加了靈活性。

為了實現(xiàn)輸出高復雜度信號和實時控制，HDAWG 可根據其 32 位數(shù)字輸入的位組合來選擇播放預先存儲在可編程存儲器的波形，選擇多達 1024 個。這些數(shù)字輸入的位組合可以用來表示某種數(shù)字調制模式、某個器件對應的測試波形或多量子比特量子態(tài)讀出結果。

功能圖解

任意波形發(fā)生器

通道數(shù)1	4 (HDAWG4) 或 8 (HDAWG8)
垂直分辨率	16 位
每個通道的波形存儲器	64 MSa； 500 MSa（使用 HDAWG-ME 選件）
定序器最大長度	8192 條指令
波形粒度	16 個樣本
最小波形長度	32 個樣本
定序器時鐘頻率	采樣率除以 8
定序器指令（播放）	播放波形（單通道或多通道），播放波形片段（起始樣本索引和分段長度），播放來自庫的波形（DIO 輸入狀態(tài)），中斷波形回放
定序器指令（其他）	等待常量、等待觸發(fā)、設置/獲取觸發(fā)狀態(tài)、設置/獲取 DIO 狀態(tài)、整型變量運算（加、減、邏輯運算）、更改振蕩器頻率/相位（實時）、更改其他儀器設置（非實時）
定序器控制結構	重復（1 到 223-1 或無窮大），條件分支（多分支）

波形信號輸出

接口類型	SMA
輸出阻抗	50 Ω
輸出耦合	DC
輸出模式	放大輸出，直接輸出
輸出幅度范圍（50 Ω）	0.2 Vpp 到 5.0 Vpp（放大） 0.8 Vpp（直接）
輸出幅度精度	±(1% 幅度設置范圍 + 5 mVpp) (放大, 50 Ω)
輸出幅度分辨率	< 0.1 mV
偏置電壓	0.5 × 峰峰值電壓, 最大 ±1.25 V (放大, 50 Ω) 0 V (直接)
偏置電壓精度	±(1% 幅度設置范圍 + 5 mV)
相位噪聲	< -135 dBc/Hz (放大, 1 Vpp, 100 MHz, 偏移 10 kHz) < -148 dBc/Hz (放大, 1 Vpp, 100 MHz, 偏移 1 MHz) < -135 dBc/Hz (直接, 0.5 Vpp, 100 MHz, 偏移 10 kHz) < -148 dBc/Hz (直接, 0.5 Vpp, 100 MHz, 偏移 1 MHz)
波形輸出周期抖動	3 ps RMS (方波, 150 MHz)
電壓噪聲（> 200 kHz）	35 nV/√Hz (放大, ±2.5 V 范圍, 高阻) 12 nV/√Hz (直接, 高阻)
均方根 (RMS) 電壓噪聲 (積分范圍： 100 Hz 到 600 MHz)	320 μVrms (放大, ±2.5 V range, 50 Ω) 100 μVrms (直接, 50 Ω)

時域和頻域特性

輸出帶寬 (-3dB, 校準 sin(x)/x 滾降后)	0 - 300 MHz (放大, ±2.5 V 范圍) 0 - 750 MHz (直接)
采樣率	100 MSa/s 至 2.4 GSa/s
采樣率除法器	20 to 213
內部采樣時鐘分辨率	7 位
上升時間 (20% 至 80%)	450 ps (0.2 V , 放大, ±0.4 V 范圍) 800 ps (1 V, 放大, ±2.5 V 范圍) 1100 ps (5 V, 放大, ±2.5 V 范圍) 300 ps (0.8 V, 直接) 550 ps (1 V, 放大, ±1.5V 范圍)
過沖	< 1%
觸發(fā)輸出延遲	< 50 ns (限于成對輸出信號 1&2, 2&4, 5&6, 7&8 并使用時序指令 playWaveDigTrigger) < 180 ns (使用時序指令 waitDigTrigger)
通道間偏移	< 200 ps
偏移調節(jié)范圍	10 ns
時偏移節(jié)精度	< 10 ps (使用 HDAWG-SKW 選件) < 0.42 ns or 1 個采樣時鐘周期 (無 HDAWG-SKW 選件)

標記和其他輸出

標記輸出	1 個/通道, SMA (前面板), 2 標記比特/波形
標記輸出阻抗	50 Ω
標記輸出上升/下降時間	300 ps (20/80%)
標記輸出周期抖動	60 ps 峰峰值 (方波, 100 MHz)
標記輸出偏移調節(jié)	范圍：-23 至 30 ns (最高采樣率) 分辨率：~10 ps (最高采樣率, 取決于設置)
采樣時鐘輸出	后面板 SMA
采樣時鐘輸出幅度	0.8 Vpp (2.4 GHz, 50 Ω) 2.0 Vpp (1.0 GHz, 50 Ω)
參考時鐘輸出	后面板 SMA
參考時鐘輸出阻抗	50 Ω, AC 耦合
參考時鐘輸出幅度	1 Vpp (100 MHz, 50 Ω)
參考時鐘輸出頻率	100 MHz (內部參考模式) 10 / 100 MHz (外部參考模式)
參考時鐘輸出抖動	260 fs RMS, 由相位噪聲積分導出 (12 kHz 至 200 MHz 頻率偏移范圍)

輸入

觸發(fā)輸入	每個通道 1 路輸入，前面板配有 SMA 接口
觸發(fā)輸入阻抗	50 /1 kΩ
觸發(fā)輸入幅值范圍	± 5 V (50 Ω) ± 10 V (1 kΩ)
觸發(fā)輸入閾值范圍	± 5 V (50 Ω) ± 10 V (1 kΩ)
觸發(fā)輸入閾值分辨率	< 0.4 mV
觸發(fā)輸入閾值遲滯	> 60 mV
觸發(fā)輸入最小脈沖寬度	5 ns
觸發(fā)輸入最高運行頻率	300 MHz
采樣時鐘輸入	后面板 SMA
參考時鐘輸入	后面板 SMA
參考時鐘輸入阻抗	50 Ω, AC 耦合
參考時鐘輸入頻率	10 / 100 MHz
參考時鐘輸入幅度	-4 dBm 至 +13 dBm

振蕩器和時鐘

內部時鐘類型	TXCO
內部時鐘老化	±0.8 ppm/年
內部時鐘短期穩(wěn)定度	0.0001 ppm (1 s)
內部時鐘初始精度	±1 ppm
內部時鐘溫度穩(wěn)定度	±0...3 ppm (–20°C 至 +70°C)
內部時鐘相位噪聲	-105 dBc/Hz (偏移 100 Hz) -125 dBc/Hz (偏移 1 kHz)

最大額定值

波形損傷閾值	-1.2 V / +1.2 V (直接) -6 V / +6 V (放大)
標記損傷閾值	-0.7 / +4 V
觸發(fā)損傷閾值	-11 V / +11 V (1 kΩ 輸入阻抗) -6 V / +6 V (50 Ω 輸入阻抗)
參考時鐘輸入損傷閾值	-4 V / +4 V (DC) +13.5 dBm (AC, DC 偏置 0 V)
參考時鐘輸出損傷閾值	-4 V / +4 V (DC)
采樣時鐘輸入損傷閾值	-4 V / +4 V (DC) +13.5 dBm (AC, DC 偏置 0 V)
采樣時鐘輸出損傷閾值	-4 V / +4 V (DC)
MDS 輸入/輸出損傷閾值	-0.7 / +4 V
DIO 輸入/輸出損傷閾值	-0.7 / +4 V (默認設置 3.3 V CMOS/TTL)

連接接口和其他

數(shù)字輸入輸出 (DIO)	VHDCI 68 針母頭， 32 位, 配置為輸入或輸出, 3.3 V TTL
主機連接接口	LAN/Ethernet, 1 Gbit/s USB 3.0, 5 Gbit/s
主機內存要求	4 GB+
主機處理器	兼容 SSE2 指令。如: AMD K8 (Athlon 64, Sempron 64, Turion 64, etc.), AMD Phenom, Intel Pentium 4, Xeon, Celeron, Celeron D, Pentium M, Celeron M, Core, Core 2, Core i5, Core i7, Core i3, Atom
操作系統(tǒng)	詳見 LabOne 兼容性

物理特性

尺寸	43.0 × 23.2 × 10.2 cm 16.9 × 9.2 × 4.0 英寸，適用于 19 英寸機架
重量	4.6 kg；10.2 磅
交流電源線	100-240 V (±10%)，50/60 Hz
工作溫度	+5 °C 到 +40 °C
工作環(huán)境	IEC61010，室內工作，安裝類別 II，污染等級 2
工作海拔	最高 2000 米

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廣州綠測電子科技有限公司（簡稱：綠測科技）成立于2015年11月，是一家專注于耕耘測試與測量行業(yè)的技術開發(fā)公司。綠測科技以“工程師的測試管家”的理念向廣大客戶提供專業(yè)的管家服務。綠測科技的研發(fā)部及工廠設立于廣州番禺區(qū)，隨著公司業(yè)務的發(fā)展，先后在廣西南寧、深圳、廣州南沙、香港等地設立了機構。綠測科技經過深耕測試與測量領域多年，組建了一支經驗豐富的團隊，可為廣大客戶提供品質過硬的產品及測試技術服務等支持。

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