关于光电信号测量仪器的解决方案

　　“片上仪器”（IoC）是电子测试测量仪器的新兴趋势，有着高度集成化、灵活配置的优点，可将多种通用仪器功能集成到一个芯片上并支持二次开发，为对便携性、集成度和成本缩减具有极高要求的用户提供了新的解决方案。

　　光电信号测量仪器市场上已经出现了具有代表性，也表现不凡的片上仪器，比如Moku:Lab这样的产品，尺寸仅比成年男子手掌略大，重量仅有1.69 kg，却集成了足足12种仪器功能，不仅有示波器、信号源、频谱仪这样的常见仪器，也有用于光学测量的锁相放大器、相位表、激光锁盒等的专业仪器。其中锁相放大器是一种用途非常广泛的电子测量仪器，主要用于微弱信号的检测，能从强噪声的环境下提取出已知频率的待测交流信号，并得出信号的幅值、相位等信息。光学、材料科学、物理学、电子信息、生物医学等领域都能见到它的身影。

 

 

　　锁相放大器波形分析界面

　　展示了如何操作Moku:Lab锁相放大器检测噪声中微弱信号，也能够同时了解Moku:Lab作为片上仪器，是如何集成使用其任意波形发生器、示波器、频谱仪及锁相放大器的。在这个演示中，成都立思方信息技术有限公司使用Moku:Go的任意波形发生器模拟生成淹没在噪声信号中的微弱信号，使用Moku:Lab的示波器观察输入信号的波形、频谱仪确定在特定频率下存在微弱信号，最后使用锁相放大器检测出μV级别微弱信号的幅值大小。

　　主要参数

• 　　解调频率范围：1 mHz 到 200 MHz，分辨率3.55μHz
• 　　动态储备：＞120 dB
• 　　可调节时间常数：32 ns 到 0.537 s
• 　　超快数据采集：触发模式高达500 MSa/s，连续模式可达1 MSa/s

　　典型应用

• 　　泵浦-探测/超快光谱
• 　　激光扫描显微镜（SRS， TA等）
• 　　磁光克尔效应
• 　　激光频率稳定
• 　　冷原子与精密光谱测量

　　Moku优势

　　可以使用内部或外部参考解调输入信号，外部解调可选PLL支持双相位解调；

　　集成PID控制器、示波器和数据记录器。一次可同时监测两个信号，并用其内置的数据记录器以高达1MSa/s的速度连续记录数据；

　　双相位解调，可在矩形（X/Y模式）或极坐标（R/Theta模式）之间切换；

　　Windows 和 Mac 端统一直观的图形化软件，便携、易操作，确保学生可以在一个平台上轻松配置他们需要的所有仪器功能。

 

 

　　锁相放大器本机震荡源、辅助输出及PID选择

　　除了Moku:Lab，Moku系列多功能仪器还有一款Moku:Pro，是一款具有更高性能的片上仪器，大幅扩展了Moku产品的应用场景。此外，Moku产品还全面支持Python、MATLAB 和LabVIEW 应用程序接口（API），使其无论在教学还是科研应用，都具有无与伦比的灵活性。

　　Pro性能亮点

• 　　四个模拟输入通道：采样率5 GSa/s（单通道），1.25GSa/s（四通道）；10位和18位ADC，具备随频率变化的信号混合功能；
• 　　四个模拟输出通道：16位，1.25GSa/s DACs；
• 　　卓越的低频噪声性能：全输入带宽下的噪声500 μVpp RMS；
• 　　120 GB高速SSD；
• 　　可用户编程的FPGA：Xilinx Ultrascale+。