產品介紹
Zurich Instruments 的多通道任意波形發(fā)生器 HDAWG 擁有同類產品中的通道密度，其設計旨在實現高級的信號發(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（帶寬和超低噪聲）和放大模式 (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 實現時間同步。
LabOne 提供了*的編程理念，它結合了 AWG 的高性能、靈活性和函數發(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，用戶可以輕松實現自動化測量以及快速整合 HDAWG 至現有控制環(huán)境。
應用領域
· 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
多設備同步
高級 AWG 編程
LabOne UI 以一種直觀、輕松可讀的形式提供硬件控制，方便用戶快速掌握。在 LabOne AWG 序列編程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 定序功能支持具有動態(tài)變化延遲和條件分支點的回路。
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學和陣列編輯工具。用戶可輕松對波形進行相加、相乘、剪切和連接，還可以對波形進行分段整理。測量信號或在 MATLAB 等工具中計算的波形只需通過拖放操作便可導入。
多設備同步 (MDS)
With MDS, multiple HDAWGs can be operated as a single multi-channel AWG:
· Operation of all instruments from a single user interface or API
· Absolute synchronization of all output channels
· Phase locking of all instrument clocks
· Synchronization of time stamps and sampling rates for UHF instrument series
When multiple instruments are used, the LabOne AWG Compiler takes care of distributing the master sequence program across all instruments. An automated trigger exchange protocol ensures synchronized playback timing. With MDS it is also possible to build up a complete signal generation and acquisition system that includes lock-in amplifier, boxcar, digitizer, and AWG functionality up to 600 MHz.
振蕩器、調制和相位控制
HDAWG 配備的數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量，并實現了全數字 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 采用低延遲設計，因此在前面板上的其中一個觸發(fā)輸入上檢測到外部觸發(fā)信號后，能夠在不到 50 ns 的時間內在信號輸出端生成樣本。這一點對于器件屬性短暫的量子計算反饋實驗非常重要，每節(jié)省一納秒即可明顯改善實驗結果。儀器的 4 或 8 條輸出通道可按 2 條或 4 條為單位進行分組。每組均可單獨觸發(fā)，以便更加靈活地將信號分配給設備或裝置的各個單獨部分。
為了生成具有高復雜度并可實時控制的信號，HDAWG 能夠根據其 32 位數字輸入的位模式從預先存儲在可編程存儲器中的多達 1024 個波形中進行選擇。這些波形可表示數字調制模式、器件*的測試波形或多量子位狀態(tài)讀出結果。
功能圖解
規(guī)格
| 任意波形發(fā)生器 | |
| 通道數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, ±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 (采樣率) 分辨率：~10 ps (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) |
| 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 | 2000 米 |
