Moku:Pro是一個基于FPGA所開發(fā)的測試測量儀器平臺。用戶可以將不同的數(shù)字信號處理模塊铆遭，如示波器硝桩、波形發(fā)生器、鎖相放大器等儀器枚荣，部署到同一個硬件平臺上碗脊，實現(xiàn)不同的測試測量功能。在新版本的Moku:Pro中橄妆，我們創(chuàng)新性地使用了Xilinx的Partial Reconfiguration技術(shù)衙伶，在FPGA層面上構(gòu)造了四個虛擬插槽。用戶可以將四個不同的測試測量儀器部署到任意插槽中并可以進行動態(tài)連接和切換害碾。每個插槽配備兩個獨立輸入與輸出接口矢劲。用戶可以選擇將任意模擬輸入（ADC）或輸出（DAC）連接到插槽的輸入輸出接口上。同時慌随，儀器插槽之間也可以通過FPGA內(nèi)部高達30 Gb/s 的數(shù)字信號通路進行信號的交換芬沉，實現(xiàn)儀器之間高速、低延時阁猜、無損的連接丸逸。通過多儀器并行功能，我們可以對Moku:Pro的運行模式進行高度定制化的設(shè)置剃袍，通過組合不同的儀器與算法實現(xiàn)在不同應(yīng)用場景下的高效測量黄刚。在這些不同的場景中，包括了部署使用多個鎖相放大器對一個或多個信號源進行多頻率解調(diào)民效。
使用Moku:Pro鎖相放大器對信號在多個頻率進行解調(diào)
簡介
Moku:Pro是一個基于FPGA所開發(fā)的測試測量儀器平臺憔维。用戶可以將不同的數(shù)字信號處理模塊涛救，如示波器、波形發(fā)生器业扒、鎖相放大器等儀器检吆，部署到同一個硬件平臺上，實現(xiàn)不同的測試測量功能凶赁。在新版本的Moku:Pro中咧栗，我們創(chuàng)新性地使用了Xilinx的Partial Reconfiguration技術(shù)，在FPGA層面上構(gòu)造了四個虛擬插槽虱肄。用戶可以將四個不同的測試測量儀器部署到任意插槽中并可以進行動態(tài)連接和切換致板。每個插槽配備兩個獨立輸入與輸出接口。用戶可以選擇將任意模擬輸入（ADC）或輸出（DAC）連接到插槽的輸入輸出接口上咏窿。同時斟或，儀器插槽之間也可以通過FPGA內(nèi)部高達30 Gb/s 的數(shù)字信號通路進行信號的交換，實現(xiàn)儀器之間高速集嵌、低延時萝挤、無損的連接。通過多儀器并行功能根欧，我們可以對Moku:Pro的運行模式進行高度定制化的設(shè)置怜珍，通過組合不同的儀器與算法實現(xiàn)在不同應(yīng)用場景下的高效測量。在這些不同的場景中凤粗，包括了部署使用多個鎖相放大器對一個或多個信號源進行多頻率解調(diào)酥泛。
鎖相放大器通過混頻的原理，可以對輸入信號中某個特定頻率的信號進行針對性的放大嫌拣。通過雙相位解調(diào)器柔袁，可以實時測量信號的振幅與相位。然而异逐，在某些特定應(yīng)用場景中捶索，我們可能需要同時檢測一個輸入信號在不同頻率或諧波上的變化。比如灰瞻，通過觀測偶數(shù)次諧波與奇數(shù)次諧波的占比可以判斷信號的不對稱性腥例，通過高次諧波來觀察并分離非線性響應(yīng)等。通過多儀器并行模式酝润，用戶可以Z多將四個鎖相放大器放入Moku:Pro的儀器插槽中燎竖，并對單一或多個輸入源在不同的頻率同時進行解調(diào)。解調(diào)的信號可通過儀器的模擬輸出接口輸出給其它儀器袍祖，也可通過內(nèi)置的示波器進行觀察底瓣。下面谢揪，我們通過一個示例來向大家展示使用鎖相放大器與多儀器并行模式進行多頻率解調(diào)蕉陋。
儀器設(shè)置
在這個示例中捐凭，我們將部署三個鎖相放大器，對模擬輸入1的信號輸入的信號在1 MHz凳鬓，2 MHz以及3 MHz進行解調(diào)茁肠，并將解調(diào)得到的振幅通過模擬輸出1-3進行輸出。輸出4則用于輸出本機振蕩器信號缩举，對被測儀器進行激發(fā)/調(diào)制垦梆。同時，我們將在第四個儀器插槽中部署一個示波器仅孩，對1 MHz托猩，2 MHz的解調(diào)結(jié)果進行實時監(jiān)測。
1. 首先辽慕，我們連接Moku:Pro京腥，在儀器選擇頁面選擇并進入多儀器并行模式。
2. 我們將在插槽1-3中部署鎖相放大器溅蛉，并在插槽4中部署示波器公浪。我們將模擬輸入1的信號連接到每個鎖相放大器的輸入A當(dāng)中，并將鎖相1-3的輸出A分辨鏈接給模擬輸出1-3上船侧。然后欠气，我們將鎖相1與鎖相2的輸出A連接到數(shù)據(jù)總線（Bus）1與2上。下一步镜撩，我們將鎖相1的輸出B連接到輸出4上预柒，用于輸出1 MHz的本機振蕩器信號。Z后琐鲁，我們將兩條數(shù)據(jù)總線連接到示波器的輸入A與輸入B中卫旱，用于觀測1 MHz與2 MHz的解調(diào)結(jié)果。點擊運行部署儀器围段。
3. 下一步顾翼，我們需要分別設(shè)置每個鎖相放大器。點擊每個儀器圖標下方的箭頭對儀器進行設(shè)置奈泪。將本機振蕩器源設(shè)置為“內(nèi)部”以使用內(nèi)部解調(diào)模式适贸。之后，將每個鎖相放大器的本機振蕩器頻率分別設(shè)置為1 MHz涝桅，2 MHz拜姿，3 MHz。在鎖相放大器1中冯遂，確認輔助輸出為本機振蕩器蕊肥，以用來通過模擬輸出4驅(qū)動被測儀器。設(shè)置所需要的低通濾波器帶寬與增益，并將測量模式設(shè)置為極坐標壁却。Z后批狱，我們點擊“輸出 A”與“輸出 B”的標志開啟鎖相放大器的輸出。
上述設(shè)置完成后展东，我們就可以通過儀器插槽4中的示波器赔硫，或模擬輸出來觀測輸入信號在1 MHz、2 MHz盐肃、以及3 MHz的振幅爪膊。
場景拓展
Moku:Pro多儀器并行模式擁有極強的靈活性，除了我們剛剛展示的場景砸王，我們也可以通過改變輸入輸出的連接及儀器部署的種類來實現(xiàn)更多樣化推盛、定制化的鎖相測量。比如谦铃，我們可以通過四個鎖相模塊對四個不同的模擬輸入信號進行同頻解調(diào)小槐，或?qū)蓚€輸入信號分別進行雙頻解調(diào)（下圖所示）。
結(jié)合PID荷辕，Moku:Pro的鎖相放大器也可用于對多組激光進行閉環(huán)控制凿跳。
在之后的更新中我們也會提供更多可部署的儀器模塊以應(yīng)對更多的使用場景。
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