発振器を検証して特性評価するには、従来、信じられないほど安定した複数の試験装置が必要でした。少なくとも、機器と基準発振器の安定性は、被測定デバイス (DUT) の性能を超えていなければなりません。 DUT の長期安定性を評価するために、エンジニアは次のことを行うことができます。 アラン偏差 この手法は、時間の経過に伴う信号のノイズをグラフで表現するもので、発振器の安定性を評価する際に使用する重要な指標となります。
図 1: Moku を使用してリアルタイムにプロットされたアラン偏差グラフの例 位相計.
発振器の特性評価を簡素化し、加速するには、 アデルモ・デ・サンティスイタリアのマルケ工科大学の情報工学科のネットワークおよびシステム管理者である彼は、単一のデバイスを使用しています。 Moku:Go — 測定システム全体のノイズフロアを評価して、システムのパフォーマンスを検証します。この情報があれば、個人の研究室でルビジウム発振器の性能を測定することが可能かどうかを判断できます。時間と周波数の測定に情熱を注ぐアデルモは、実験を実行するために最も効率的で最高のパフォーマンスを発揮する機器を見つけることに努めています。
「数回クリックした後、Moku:Go は測定に必要なことを正確に実行してくれました」と彼は言いました。
Moku:Go は、再構成可能な FPGA ベースのテスト ソリューションで、13 台のデバイスで XNUMX 以上のソフトウェア定義計測器を提供します。 オシロスコープ のような高度な機器まで、 レーザーロックボックス。使いやすい機器を幅広く取り揃えているため、研究者は光学研究所から産業の研究開発施設に至るまで、より多くの成果をより迅速に得ることができます。
課題
発振器の周波数と安定性を正確に評価するには、エンジニアは DUT よりもはるかに安定した周波数カウンターまたは基準を使用する必要があります。必要なアラン偏差測定を実行するために、Adelmo は以前、高精度周波数基準から HP 53131A 周波数カウンターに 2 つのパルス/秒 (PPS) 信号を提供することにより、時間領域で測定を行っていました。システムのノイズ フロアを決定するために、彼は XNUMX つの PPS 信号と、同じ PPS 信号のわずかに遅延したコピーを生成しました。次に、数時間にわたってデータを収集し、TimeLab で処理して、結果を図 XNUMX にプロットしました。
図 2: サンプリング レートを 1 Hz に制限した場合のアラン偏差の結果。
ただし、この実験設定では、アデルモは 1 Hz でのみサンプリングでき、サンプル間隔が最小 1 秒に制限されました。アラン偏差の測定を適切なレベルまで拡張するために、彼は研究室で利用可能な既存の機器をすべて試しましたが、どれも安定性や汎用性が十分ではありませんでした。
ソリューション
このサンプル間隔の制限を超えてサンプリング レートを向上させるために、Adelmo は Moku:Go を統合しました。 波形発生器 をセットアップに組み込んで外部トリガー信号を提供します。結果は素晴らしいものでした。
「以前の仕様をはるかに上回るパフォーマンスを発揮しました」とアデルモ氏は言います。
Moku:Go が提供する使いやすさ、設置面積の小ささ、パフォーマンスにより、Moku:Go はこの仕事に最適なソリューションとなりました。 Adelmo は、Moku:Go 波形ジェネレーターを使用して、図 100 に示すパルス設定で、持続時間 200 ～ 4 ns、振幅 3 V のパルス信号を生成しました。
図 3: Moku:Go 波形ジェネレータのパルス設定 (100 V、パルス繰り返し周波数 16 Hz で持続時間 4 ns、立ち上がり時間 10 ns)
少なくとも 4 つの異なるファンクション ジェネレーターを試した結果、十分に短い立ち上がり時間でこの信号を提供できるのは Moku:Go だけであることが判明しました。図 XNUMX に示すように、彼はこの観察を外部オシロスコープで検証しました。
「Moku:Go はまさに私のニーズにぴったりでした」とアデルモ氏は言います。 「優れた性能を持っています。」
図 4: Moku:Go によって生成されたトリガー パルスの外部オシロスコープ検証。
結果
図 10 に示すように、パルス繰り返し周波数を調整することで、アデルモは 100 Hz と 0.01 Hz で信号をサンプリングすることができ、実験における以前の限界を超え、アラン偏差を 5 秒まで測定することができました。この概念実証が完了し、アデルモは成功に成功しました。彼は測定チェーンのノイズフロアを検証しました。彼は、すぐにさらに多くのオシレーターを使用してさらに実験をセットアップし、再び Moku:Go を使用してトリガー信号を提供する予定です。
図 5: Moku:Go 実装後のアラン偏差の結果 波形発生器 1 Hz、10 Hz、100 Hz の外部トリガーソースとして使用できます。
「私がこのデバイスで気に入っている点は、問題を解決する能力があることです」と彼は言いました。 「それはあなたの研究室にあるスイスアーミーナイフです。問題がある場合は、Moku:Go を使用すると 1 時間以内に解決できます。それは本当に強力だと思います。」
将来を見据えて、彼は Moku:Go の機能を探索することも計画しています。 位相計 リアルタイムのアラン偏差測定機能をテストします。
まとめ
Moku:Go は、アデルモのアラン偏差測定の効率を高めながらパフォーマンスの制限を排除すると同時に、ラボ内のさまざまなアプリケーションを高速化する多用途でコンパクトなテスト プラットフォームを提供します。
Adelmo の同僚が Moku:Go をどのように使用しているか知りたいですか? FMCW レーダーと Moku:Go を使用した無人航空機検出について読む こちら.
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