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      多通道FlexDDS射頻發生器相參信號源,相位相干射頻源  

      FlexDDS是一款多通道相位相干射頻源。這款設備專門針對那些希望通過計算機實時控制所有信號參數的實驗物理學家的需求。首先,一系列動作(如振幅或頻率變化、頻率掃描開始。。。)被編譯成命令,然后通過USB……

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      A80170070  8-10周    多通道FlexDDS射頻發生器相參信號源,相位相干射頻源   [PDF] ? 多通道操作,通道之間的相位關系精確已知和可調 ? 所有信號參數的實時控制 ? 相位連續頻率調諧 ? 計算機接口(USB 2.0,RS-232) ? 可選每個插槽的處理器(附加PDCPU)  

      總覽

      FlexDDS是一款多通道相位相干射頻源。這款設備專門針對那些希望通過計算機實時控制所有信號參數的實驗物理學家的需求。首先,一系列動作(如振幅或頻率變化、頻率掃描開始。。。)被編譯成命令,然后通過USB鏈接(或RS-232)轉移到FlexDDS-Rack。每次激活(實時異步)觸發輸入時,FlexDDS-Rack都會執行一個或多個命令,并等待下一個觸發事件。當從主機連續加載命令時,連續命令的數量沒有限制。

      FlexDDS的一個突出特點信道之間的相位關系已定義且已知。例如,可以輕松設置兩個信道,以產生相同頻率和相同相位的射頻輸出。稍微失諧一個通道的頻率將線性增加兩個通道之間的相位差。


      通用參數

      特征

      多通道操作,通道之間的相位關系精確已知和可調

      所有信號參數的實時控制

      相位連續頻率調諧

      計算機接口(USB 2.0,RS-232)

      可選每個插槽的處理器(附加PDCPU)



      組件

      多通道相參信號源-機架:19英寸,集成計算機接口和電源。機架最多可容納8個獨立的FlexDDS射頻發生器插槽和1個前面板控制器插槽(FlexDDS-FPCtl)。

      FlexDDS:射頻發生器插槽模塊

      FlexDDS-FPCtl:用于參考時鐘和觸發器的插槽模塊。

      550.png


      FlexDDS 射頻發生器槽


      551.jpg

      全機架



      FlexDDS-機架的詳細特征:

      多達8個獨立的射頻發生器插槽,可以完quan同步運行(相位相干)。

      插槽可以彼此相位對齊(例如,插槽1上的正弦波形和插槽2上的余弦波形)。這種對準是時隙同步的結果,因此是完quan可重復的,即使在功率循環之后。  

      獨立的實時觸發輸入啟動動作(如頻率變化、掃描,...)允許同時觸發多達8個插槽的任意組合。

      10 MHz參考時鐘輸入和獨立的參考時鐘輸出用于同步。

       

       

      FlexDDS射頻發生器插槽的詳細特征:

      DDS(直接數字合成)內核以1GSps工作,內置14位輸出數模轉換器

      輸出頻率范圍0.3 MHz至400 MHz(正弦波)

      32位頻率調諧字(分辨率0.23Hz)

      16位相位偏移字(0.0055°分辨率)

      動態范圍> 35dB的模擬振幅衰減器(延展電平輸入或電位計)

      此外,數字輸出振幅分辨率為14位(線性標度)

      輸出頻率衰減> 60dB的快速數字射頻開關(OSK);允許線性斜降/升射頻輸出功率。

      每次更新頻率+相位+振幅(每個信道)小于2μs

      多達8個獨立可編程的頻率、相位和幅度曲線,可以更快地選擇/切換

      線性相位、頻率和幅度掃描(見下文)

      多達1024個字(32位)的內部隨機存取存儲器,用于存儲和回放復雜的輸出序列

      最大射頻輸出電平+10 dBm至50 ohm

      用于監控的獨立輔助射頻輸出(-5dBm至50 ohm)

       

      552.png



      連接到背板的FlexDDS射頻槽結構(左)。OK =光耦合器,VVA =電壓可變衰減器

       

      集成斜坡發生器的特點

      FlexDDS集成了一個32位斜坡發生器,允許從定義的起點到定義的終點掃描頻率、相位或幅度。在斜坡之前、期間和之后,射頻輸出保持相位連續。

      精確可選的起點和終點(頻率:0.23Hz分辨率)

      可選斜坡步長(例如,頻率:0.23Hz分辨率)

      可選斜坡速度(16位分辨率):每個斜坡步長4ns至260μs

      獨立控制正斜率和負斜率的斜坡速度和步長

      可配置的斜坡結束行為:

      ?   保持最終值(正常)

      ?   跳回起始值

      ?   改變方向,再次向后傾斜

      可選外部斜坡保持輸入,用于暫時凍結斜坡發生器

      可選外部斜坡方向輸入

      可選附件:高速重新配置(PDCPU)

      可選的是,固件附件允許更快地切換DDS參數:附件由一個簡單的處理器(“中央處理器”)組成,具有8192個字的隨機存取存儲器,所有這些都內置在DDS插槽中的現場可編程門陣列中(FPGA)。處理器以31.25 MHz (1 GHz/32)運行,可以執行以下命令:

      通過并行數據總線寫入DDS內核(頻率或相位,精度或幅度為16位,或“極性模式”,分別以8位分辨率設置相位和振幅)。

      更改DDS配置文件(8個配置文件中的一個)。

      改變DDS斜坡方向,保持DDS斜坡,打開/關閉DDS輸出(OSK)。

      等候事件(觸發、輸入活動)。

      等待一段時間(32 ns到2分鐘)。

      更改DDS寄存器(例如,對斜坡發生器進行重新編程)

      跳轉到內存中的指Ding地址,并在那里繼續。

      如果某個條件為真(外部輸入、斜坡狀態),條件跳轉允許實現循環。

       

      每個命令都是單周期的。每條指令正好消耗一個字的內存。下面是用這種模式生成的波形的屏幕截圖


      553.png


      FlexDDS輸出由高速重新配置(PDCPU附加組件)和一個DDS pro文件生成,不使用其他功能(無外部選通…)。通過“極性模式”指Ding的振幅和相位。第一個脈沖有180?, 第二個脈沖的振幅和頻率降低270?, 第三個脈沖是可能的最短脈沖。時間刻度:一個盒子為100 ns。

       





      輸出功率與頻率的關系



      554.png


      使用頻譜分析儀測量輸出功率水平,同時將輸出頻率從300 kHz快速掃至400 MHz。觀察到的功率電平變化為1dB。

       

      +10 dB的窄帶SFDR



      555.png


      當以10Hz分辨率測量時,主輸出頻率周圍的噪聲低于-70 dB。這相當于-80 dB /Hz的窄帶噪聲功率密度。

       

      寬帶無雜散動態范圍(SFDR)

      新的改進放大器設計具有低于-45dBc的二次和三次諧波,輸出功率最高可達+10dBm。輸出功率降低時,諧波更低。在大部分頻率范圍內,寬帶無雜散動態范圍(SFDR)優于-45dBc

      556.png




      557.png

      558.png


      10MHz、160MHz和360MHz輸出的寬帶無雜散動態范圍,輸出功率為+10dB。20dB輸入衰減器使顯示的功率電平比實際功率電平小20dB。
















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