一, 多通道FlexDDS射频发生器相参信号源,相位相干射频源
FlexDDS是一款多通道相位相干射频源。这款设备专门针对那些希望通过计算机实时控制所有信号参数的实验物理学家的需求。首先,一系列动作(如振幅或频率变化、频率扫描开始。。。)被编译成命令,然后通过USB链接(或RS-232)转移到FlexDDS-Rack。每次激活(实时异步)触发输入时,FlexDDS-Rack都会执行一个或多个命令,并等待下一个触发事件。当从主机连续加载命令时,连续命令的数量没有限制。
FlexDDS的一个突出特点信道之间的相位关系已定义且已知。例如,可以轻松设置两个信道,以产生相同频率和相同相位的射频输出。稍微失谐一个通道的频率将线性增加两个通道之间的相位差。
特征
多通道操作,通道之间的相位关系精确已知和可调
所有信号参数的实时控制
相位连续频率调谐
计算机接口(USB 2.0,RS-232)
可选每个插槽的处理器(附加PDCPU)
组件
多通道相参信号源-机架:19英寸,集成计算机接口和电源。机架最多可容纳8个独立的FlexDDS射频发生器插槽和1个前面板控制器插槽(FlexDDS-FPCtl)。
FlexDDS:射频发生器插槽模块
FlexDDS-FPCtl:用于参考时钟和触发器的插槽模块。
FlexDDS 射频发生器槽
全机架
FlexDDS-机架的详细特征:
多达8个独立的射频发生器插槽,可以完quan同步运行(相位相干)。
插槽可以彼此相位对齐(例如,插槽1上的正弦波形和插槽2上的余弦波形)。这种对准是时隙同步的结果,因此是完quan可重复的,即使在功率循环之后。
独立的实时触发输入启动动作(如频率变化、扫描,...)允许同时触发多达8个插槽的任意组合。
10 MHz参考时钟输入和独立的参考时钟输出用于同步。
FlexDDS射频发生器插槽的详细特征:
DDS(直接数字合成)内核以1GSps工作,内置14位输出数模转换器
输出频率范围0.3 MHz至400 MHz(正弦波)
32位频率调谐字(分辨率0.23Hz)
16位相位偏移字(0.0055°分辨率)
动态范围> 35dB的模拟振幅衰减器(延展电平输入或电位计)
此外,数字输出振幅分辨率为14位(线性标度)
输出频率衰减> 60dB的快速数字射频开关(OSK);允许线性斜降/升射频输出功率。
每次更新频率+相位+振幅(每个信道)小于2µs
多达8个独立可编程的频率、相位和幅度曲线,可以更快地选择/切换
线性相位、频率和幅度扫描(见下文)
多达1024个字(32位)的内部随机存取存储器,用于存储和回放复杂的输出序列
最大射频输出电平+10 dBm至50 ohm
用于监控的独立辅助射频输出(-5dBm至50 ohm)
连接到背板的FlexDDS射频槽结构(左)。OK =光耦合器,VVA =电压可变衰减器
集成斜坡发生器的特点
FlexDDS集成了一个32位斜坡发生器,允许从定义的起点到定义的终点扫描频率、相位或幅度。在斜坡之前、期间和之后,射频输出保持相位连续。
精确可选的起点和终点(频率:0.23Hz分辨率)
可选斜坡步长(例如,频率:0.23Hz分辨率)
可选斜坡速度(16位分辨率):每个斜坡步长4ns至260µs
独立控制正斜率和负斜率的斜坡速度和步长
可配置的斜坡结束行为:
保持最终值(正常)
跳回起始值
改变方向,再次向后倾斜
可选外部斜坡保持输入,用于暂时冻结斜坡发生器
可选外部斜坡方向输入
可选附件:高速重新配置(PDCPU)
可选的是,固件附件允许更快地切换DDS参数:附件由一个简单的处理器(“中央处理器”)组成,具有8192个字的随机存取存储器,所有这些都内置在DDS插槽中的现场可编程门阵列中(FPGA)。处理器以31.25 MHz (1 GHz/32)运行,可以执行以下命令:
通过并行数据总线写入DDS内核(频率或相位,精度或幅度为16位,或“极性模式”,分别以8位分辨率设置相位和振幅)。
更改DDS配置文件(8个配置文件中的一个)。
改变DDS斜坡方向,保持DDS斜坡,打开/关闭DDS输出(OSK)。
等候事件(触发、输入活动)。
等待一段时间(32 ns到2分钟)。
更改DDS寄存器(例如,对斜坡发生器进行重新编程)
跳转到内存中的指Ding地址,并在那里继续。
如果某个条件为真(外部输入、斜坡状态),条件跳转允许实现循环。
每个命令都是单周期的。每条指令正好消耗一个字的内存。下面是用这种模式生成的波形的屏幕截图
FlexDDS输出由高速重新配置(PDCPU附加组件)和一个DDS pro文件生成,不使用其他功能(无外部选通…)。通过“极性模式”指Ding的振幅和相位。第一个脉冲有180◦, 第二个脉冲的振幅和频率降低270◦, 第三个脉冲是可能的最短脉冲。时间刻度:一个盒子为100 ns。
二, WL-FlexDDS-NG-1GS双通道1 GS/s 射频波形发生器插槽0.3-400MHz
概述FlexDDS-NG-1GS是一种插入FlexDDS NG机架主机的双通道相位连续直接数字信号合成器。基于为马克斯普朗克量子光学研究所开发的FlexDDS多通道射频源的成功设计,FlexDDS NG是下一代波形发生器,专门针对实验物理学家的需求。
FlexDDS-NG-1GS射频波形发生器插槽提供两个独立的波形输出。每个输出通道都有一个1GS/s DDS合成器(AD9910),然后是一个可变的、高度线性的输出放大器。双通道模数转换器(ADC)可以以62.5MS/s的速度捕获模拟调制信号。所有组件都由FPGA控制,FPGA为每个通道实现数字命令处理器(DCP)和模拟样本重新缩放器。通信主要通过FlexDDS NG机架主机及其Gbit以太网接口进行。每个波形发生器插槽上还有一个120 MHz ARM处理器,它为调试和发送命令提供USB连接(尽管不建议)。新功能的固件更新也通过FlexDDS NG机架集中执行。机架还为所有发电机插槽提供参考时钟,以及可用于同步多个插槽的两条独立触发总线。
WL-FlexDDS-NG-1GS双通道1 GS/s 射频波形发生器插槽0.3-400MHz,WL-FlexDDS-NG-1GS双通道1 GS/s 射频波形发生器插槽0.3-400MHz产品特点
1 GS/s和14位分辨率的直接数字合成(DDS)可实现频率范围从0.3到400 MHz(分辨率0.23 Hz)的高度可配置和精确可重复的信号生成
具有精确已知相位关系的两个独立输出通道
每个通道一个DDS命令处理器(DCP),具有8 ns定时分辨率和单独的指令缓存(4096个条目),可实现所有信号参数的快速实时控制和具有确定性定时的复杂序列的执行
多功能信号生成:具有外部保持和方向输入的相位连续线性频率/幅度扫描、相位斜坡、快速轮廓切换、RAM回放、单独幅度扫描发生器、延迟/定时发生器
两个独立的高速模拟调制输入:来自模拟信号源的振幅、相位、频率或极性调制,带宽高达20MHz;传递函数的斜率和截距可以数字设置
优秀的信号质量(低相位噪声、杂散、谐波),RF输出电平高达+10dBm(2Vpp)Ω e、 g.直接驱动搅拌机
快速输出开/关功能;关闭状态下无信号泄漏
用于外部触发和其他功能的三个实时数字IO
典型应用
驱动AOM(声光调制器)
超冷原子实验;相干原子操纵
BEC蒸发斜坡
数字命令处理器实现实时信号控制
每个输出通道都有一个专用的数字命令处理器(DCP),具有确定的定时,控制1 GS/s DDS发生器(AD9910)
FlexDDS NG可以自定时(定时分辨率8 ns)或通过等待来自数字IO的外部触发事件来执行信号更新
每个DCP都有一个高速存储器,最多可存储4096条指令(可以通过USB动态加载更多指令)
每次更新频率+相位+振幅时小于2μs
多达8个可独立编程的频率、相位和振幅配置文件,可在纳秒内切换
数字IO也可以用作输出,以执行实时控制任务(例如切换附加放大器)
波形生成功能
线性相位、频率和振幅扫描(相位连续)
多达1024个字(32位)的内部RAM(位于DDS核心AD9910内),用于存储和回放复杂的输出序列
模拟调制:相位、频率、振幅、极性
精度:16位相位偏移字(0.005°分辨率),14位幅度缩放(0.006%),32位频率调谐(0.23Hz)
输出频率范围0.3至400 MHz,输出功率高达+10 dBm
斜坡/扫描发生器(Ramp/Sweep Generator)
每个信道都有一个集成的32位斜坡发生器,它允许从定义的起点到定义的终点扫描频率、相位或振幅。在斜坡之前、期间和之后,RF输出保持相位连续
外部数字输入允许暂时冻结斜坡发生器(斜坡保持)或随时改变方向
新的斜坡可以从先前斜坡的完成触发,允许分段线性斜坡
精确选择起点和终点(频率:0.23Hz分辨率)
可选择的斜坡步长(例如频率:0.23Hz分辨率)
可选斜坡速度(16位分辨率):每斜坡步进4 ns至260μs
对正坡和负坡的斜坡速度和步长进行独立控制
可配置的斜坡末端行为:
◦ 保持结束值(正常)
◦ 跳回到起始值
◦ 改变方向并再次返回
多功能信号生成
◦ 由于DDS的设计,射频信号的产生基本上是相位连续的
◦ 如果需要,可以在输出通道之间建立精确且已知的相位关系
FlexDDS -NG示波器轨迹显示:
使用斜坡发生器改变频率的Hann形啁啾脉冲,同时通过RAM回放控制振幅
显示FlexDDS -NG输出的示波器轨迹
RAM回放/调制可用于创建任意形状,而不仅仅是振幅(如图所示
此处)
高速模拟调制
两个独立的模拟输入允许您调制生成的RF信号
支持振幅、频率、相位(16位)和极性(2 x 8位)调制格式
全数字设计:模拟调制输入以62.5 MHz(12或14位分辨率)的采样率数字化。然后根据这些具有可调系数(偏移和斜率)的采样值计算调制参数,并以
62.5兆赫。
0.3μs的短延迟允许您实现快速模拟控制回路
•输入规格:±1 V范围,50Ω 终端,20 MHz带宽
射频输出开/关:
顶部:外部提供的数字信号
底部:RF输出
显示模拟调制的示波器轨迹:
顶部:外部提供的模拟调制信号
中心:通道0配置为模拟
振幅调制
底部:通道1设置为模拟频率
具有可调电平和快速开/关的RF输出:
全尺寸输出为-40至+10 dBm的可变输出放大器允许您根据需要缩放RF电平,而不会损失DDS中的任何分辨率
快速转换:从开启到关闭的时间小于4 ns;脉冲长度低至12ns
关闭状态下无信号泄漏:开/关功能本身停止波形生成,而不仅仅是衰减合成RF输出
通过数字BNC输入的外部开/关(0.1μs响应延迟,见图)
独立于DDS波形发生器,单独的“RF kill”开关可手动抑制放大器的RF输出
专用振幅斜坡发生器,可在8μs至4 s内线性扫描振幅
全频率范围内输出功率变化低于±0.8 dB(典型值)
信号质量
内部低抖动1GHz采样时钟发生器
低RF输出相位噪声(见下图):在200 MHz时:与载波偏移3 kHz时为-100 dBc/Hz(典型值)<-110 dBc/Hz@300 kHz偏移
频率稳定性:内置参考振荡器,在-30至+75°C温度范围内漂移2.5 ppm
非常低的谐波和杂散可能很重要,例如在驱动混频器时:一种新的改进放大器设计具有低于-45 dBc的二次和三次谐波,输出功率电平高达+10 dBm。输出功率和低频率降低时谐波甚至更低,例如80MHz和全输出功率时为-60 dBc(见下图)
非常低的串扰:信道间隔离优于100 dB
360 MHz时的窄带相位噪声:
-在10 Hz下测量的300 kHz偏移时为100 dBc
RBW对应于-110dBc/Hz相位噪声(距离载波300kHz)
82 MHz和+10 dBm输出功率下的谐波:
第二级和第三级谐波为~60 dBc,第四级谐波为~70 dBc;低于-75dBc的非谐波杂散(几乎不可见)
参数
Min值 | 典型值 | Max值 | 单位 | |
主射频输出 频率范围 | 0.3 | 400 | MHz | |
主射频输出 输出功率电平(电平调整设置为最大值) | +13 | dBm | ||
辅助射频输出 输出功率电平 | 0 | +3 | dBm | |
模拟输入 满量程电压范围 | ± 1 | V | ||
模拟输入 模拟带宽 | 20 | MHz | ||
内部参考 公差(Internal reference, Tolerance) | ± 1.5 | ppm | ||
数字IOs(Digital IOs) 逻辑电压电平(可通过跳线配置,默认为5V) | 3.3 | 5 | V | |
数字IOs(Digital IOs) 触发输入脉冲宽度 | 100 | ns |
三, WL-FlexDDS-NG 多信道灵活射频源机架主机
FlexDDS NG是一种多通道相位连续直接数字信号合成器(DDS)。基于为马克斯普朗克量子光学研究所开发的FlexDDS多通道射频源的成功设计,FlexDDS NG是下一代波形发生器,直接满足实验物理学家的需求。
FlexDDS NG机架式主机集成了一台功能强大的双核900 MHz ARM计算机和运行嵌入式Linux的1 GB RAM。用于波形发生器插槽的超过500 MB的指令可以存储在机架内,就像一个巨大的FIFO存储器。对于更多的需求应用程序或释放实验室控制计算机的负载,您可以在FlexDDS NG的集成计算机上运行自己的程序。与传统的FlexDDS相比,FlexDDS NG具有高速GBit以太网接口(而不是USB),消除了所有操作系统驱动程序问题。它还允许从任何计算机控制FlexDDS NG,甚至可以从不同的计算机控制多个通道。 FlexDDS NG机架主机中最多可插入6个独立但完全同步的射频发生器插槽。当完全配备FlexDDS-NG-1GS射频发生器插槽时,可实现多达12个射频输出通道。从网络的角度来看,每个插槽都对应于自己的网络端口,因此可以独立或同时控制它们。每个插槽都有自己的数字触发器和同步I/O。此外,主机提供全局触发输入,允许同步多个插槽。
WL-FlexDDS-NG 多信道灵活射频源机架主机,WL-FlexDDS-NG 多信道灵活射频源机架主机特点
•多通道直接数字合成(DDS)平台
•机架为多达6个射频发生器插槽提供电源、参考时钟、同步、触发信号和网络接口(每个插槽可以有多个射频输出)
•快速实时控制所有信号参数
具有确定性时序的复杂序列的执行
•多功能信号生成:参见插槽说明
•集成计算机,具有运行Linux的双核900 MHz ARM处理器:机架中的命令存储容量超过500 MB
•GBit以太网接口:
网络上的高速实时命令流
消除了USB电缆的长度限制和对操作系统驱动程序的需求
•外部10 MHz参考时钟输入和输出。
应用
•驱动AOM(声光调制器)
•超冷原子实验;相干原子操纵
•需要模拟调制的控制回路
•BEC蒸发斜坡
•更换VFG-150
参数
min值 | 典型值 | MAX值 | 单位 | |
10 MHz参考输入: 信号输入电平 | -10 | +20 | dBm | |
10 MHz参考输入: 频率锁定范围 | ± 4 | ± 8 | ppm | |
内部参考:公差 | ± 1.5 | ppm | ||
10 MHz参考输出: 电压为50欧姆 (10 MHz reference output , Voltage into 50 Ohm) | 700 | mVpp | ||
数字 IOs 逻辑电压电平(可通过跳线配置,默认为5V) | 3.3 | 5.0 | V | |
数字 IOs 触发输入脉冲宽度 | 100 | ns | ||
电源电压 | 100 | 240 | V AC | |
电源交流频率 | 47 | 63 | Hz | |
电源额定值 | 120 | W | ||
典型有功功率消耗 (Typical active power draw ) | 85 | W | ||
无手柄的物理尺寸(宽x高x深) | 316 x 124 x 342 | mm | ||
带手柄 | 361 x 124 x 356 | mm |
用户单位 | 采购时间 |
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中国科技大学上海研究生院 | 2014-08-13 |
1年
是
有
我司实验室可进行培训
1年内
免费更换零件 调试等
约定时间内进行维修调试
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