시간 및 주파수 분석기는 이벤트 간의 시간 간격을 정확하게 측정할 수 있는 다목적 장비입니다. 이러한 이벤트는 일반적으로 시간에 따라 변하는 전압 신호 또는 펄스이며 입력 전압이 지정된 임계값에 도달하면 계측기가 이벤트 기록을 시작하거나 중지합니다.
시간 및 주파수 분석기의 주요 기능은 이러한 이벤트 기간에 대한 고해상도 측정(종종 피코초 범위)을 제공하는 기능입니다. 이러한 이벤트의 수도 계산할 수 있기 때문에 이러한 계측기를 카운터 또는 시간 간격 카운터라고도 합니다. 주파수 영역에서 시간 및 주파수 분석기는 시간 간격 정보를 사용하여 신호의 순간 주파수와 편차를 계산할 수 있습니다.
시간 및 주파수 분석기는 주파수 카운터와 동일한 것입니까?
시간 및 주파수 분석기는 때때로 다른 장비와 관련된 여러 가지 강력한 기능을 결합한 유연한 범용 장비입니다. 시간 간격을 계산하고 분석할 수 있는 기기를 시간 간격 분석기, 시간 간격 카운터 또는 이벤트 카운터라고도 합니다. 주파수 안정성과 위상 잡음을 측정하는 데 주로 사용되는 장비는 일반적으로 주파수 카운터 또는 주파수 분석기로 알려져 있습니다. 이러한 기능의 전부 또는 대부분을 수행할 수 있는 장비를 범용 카운터라고도 합니다. 시간 및 주파수 분석기는 마지막 범주에 속합니다.
시간 및 주파수 분석기는 어떤 유형의 측정을 수행합니까?
발진기 특성화: 연속적인 이벤트 간의 시간차를 측정하여 이벤트 발생 빈도를 계산할 수 있습니다. 순간 주파수 정보를 사용하여 시간 및 주파수 분석기는 외부 주파수 클럭(클럭이라고도 함)의 안정성을 확인할 수 있습니다. 앨런 편차 측정.
지터 및 위상 잡음 분석: 지터는 전기 신호 주기의 단기적이고 무작위적인 변화를 나타냅니다. 주파수 영역 대응물을 위상 잡음이라고 합니다. 주기의 무작위 변동으로 인해 주파수가 넓어지기 때문입니다. 지터는 많은 RF 및 전자 장치에서 전송 및 수신되는 신호의 신뢰성을 결정하는 중요한 매개변수입니다. 시간 및 주파수 분석기는 통계 분석을 사용하여 지터를 측정하고 연속 이벤트 간의 시간 간격을 히스토그램 형식으로 표시할 수 있습니다.
광자 계산: In 양자 광학 응용 분야에서 광자는 레이저, 원자 또는 스핀 앙상블과 같은 물리적 시스템에 의해 생성됩니다. 방출된 광자의 2차 상관 통계를 알면 광원의 특성에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다. 광자 계산 응용 분야에서는 일반적으로 하나 이상의 광검출기와 함께 시간 및 주파수 분석기를 사용하여 입사 광자를 전기 신호로 변환합니다.
레이더 및 LiDAR: 전파에서 가시광선까지, 광 펄스 사이의 시간을 정확하게 측정하는 능력은 이러한 응용 분야에서 매우 중요합니다. 물체까지의 거리는 펄스가 물체에 반사된 후 되돌아오는 데 걸리는 시간에 따라 결정됩니다. 해당 물체의 거리, 속도, 형상 측정의 정밀도는 시간 측정의 정밀도와 직결되므로 고정밀 시간 및 주파수 분석기가 필요합니다.
결정학: 레이더 및 LiDAR와 마찬가지로 결정학에서 시간 및 주파수 분석기를 사용하여 X선 광자가 검출기에 도달하는 시간 간격을 측정할 수 있습니다. 특정 자극에 반응하는 도착 시간의 상관 관계를 사용하여 원자 수준에서 분자 구조 및 반응의 역학을 조사할 수 있습니다.
펄스폭 변조(PWM): PWM은 신호의 진폭에 따라 펄스 시퀀스의 폭을 변경하여 정보를 인코딩하는 데 사용되는 기술이며, 모터나 LED와 같은 장치에 전송되는 전력을 조절하는 데에도 일반적으로 사용됩니다. 시간 및 주파수 분석기를 사용하면 각 펄스의 정확한 지속 시간을 모니터링하고 측정할 수 있으므로 검증을 위해 PWM 시퀀스에서 신호를 디코딩할 수 있습니다.
시간 및 주파수 분석기의 주요 매개변수는 무엇입니까?
시간 분해능(~ps ~ ~ns): 이 시간 간격은 장비가 단일 측정으로 정확하게 확인할 수 있는 가장 작은 간격입니다. 일반적으로 장비가 평균화 없이 단일 발생 내에서 이 분해능을 달성할 수 있음을 나타내기 위해 이를 단일 샷 시간 분해능이라고 합니다.
주파수 분해능(자리/초): 주파수 분석 모드에서 분해능은 일반적으로 초당 자릿수로 제공됩니다. 이 숫자는 주어진 시간 창 내에서 얼마나 많은 정밀도를 얻을 수 있는지를 나타냅니다. 예를 들어, 12자리/초의 분해능은 12초의 수집 창 동안 1자리 정확도로 주파수를 결정할 수 있습니다. 측정 창이 9ms로 줄어들면 주파수는 XNUMX자리의 정확도로만 측정될 수 있습니다.
입력 감도 및 범위: 이 값은 장비에서 안정적으로 측정할 수 있는 최소 및 최대 진폭을 나타냅니다. 민감도 범위보다 진폭이 낮은 이벤트는 감지되지 않을 수 있습니다.
대역폭 또는 주파수 범위: 일반적으로 메가헤르츠(MHz)로 측정되는 대역폭은 시간 및 주파수 분석기가 이벤트를 정확하게 감지할 수 있는 최소 및 최대 주파수를 나타냅니다.
측정 비율: 시간 및 주파수 분석기는 이벤트에 시간 태그를 지정할 수 있습니다. 즉, 각 이벤트가 발생할 때 타임스탬프가 첨부됩니다. 이 프로세스는 데이터의 후속 분석에 유용하지만 정확한 타임스탬프에 필요한 정밀도로 인해 데이터 처리 속도가 제한됩니다. 일반적으로 메모리에 쓸 수 있는(또는 PC로 스트리밍할 수 있는) 최대 샘플 수는 데이터시트에 지정되어 있습니다.
데드타임: 감지기의 데드 타임은 두 가지 이벤트를 해결할 수 있는 최소 시간입니다. 데드 타임 내에 이벤트가 발생하면 감지기는 카운트에 포함되지 않습니다. 데드 타임이 크면 시스템의 총 이벤트 수에 부정적인 영향을 미칠 수 있으며, 특히 이벤트가 시간에 따라 무작위로 분산되는 경우 더욱 그렇습니다.
완전 디지털 FPGA 기반 시간 및 주파수 분석기
모쿠 시간 및 진동수 분석기 모든 FPGA 기반 Moku 장치에 사용할 수 있는 14가지 계측기 중 최신입니다. 독립형 악기로 작동하거나 다른 Moku 악기와 함께 작동합니다. 다중 기구 모드 효율성을 극대화합니다. 이는 기존의 시간 간격 분석기, 주파수 카운터, 범용 카운터 등의 기능을 대체하는 다양한 기능을 제공합니다. 이러한 다양성을 통해 사용자는 광자 계수, 위상 잡음 또는 LiDAR 측정과 같은 광범위한 기능을 수행할 수 있습니다. 이벤트는 전압 임계값과 상승 에지 또는 하강 에지에서 트리거되는지 여부에 따라 지정됩니다. 그런 다음 Moku 시간 및 주파수 분석기는 두 이벤트 사이의 시간 간격을 계산할 수 있을 뿐만 아니라 실시간으로 데이터의 무손실 히스토그램을 플롯할 수 있습니다(그림 1). 또한 계측기는 순간 주파수 정보를 계산하고 이벤트의 누적 합계를 유지할 수 있습니다. 출력 측에서는 총 이벤트 수 또는 시간 간격 자체에 비례하는 전압을 생성할 수 있으며 이는 활성 피드백 루프와 관련된 애플리케이션에 유용합니다. 이러한 모든 기능은 버튼을 클릭하여 쉽게 제어할 수 있습니다. 모쿠:앱또는 다음을 통해 기존 코드에 통합됩니다. 모쿠 파이썬 API.
그림 1: 다중 계측기 모드에서 사용되는 Moku 시간 및 주파수 분석기. 탑: 모쿠 파형 발생기 장비 선택 화면의 시간 및 주파수 분석기. 중간: 파형 발생기는 펄스 폭 변조 시퀀스를 생성하며 이는 시간 및 주파수 분석기에 의해 측정됩니다. 하단: 시간 및 주파수 분석기는 이벤트 수 및 이벤트 비율뿐만 아니라 이벤트 조합 간의 시간 간격 측정을 수행할 수 있습니다. 또한 시간 간격의 히스토그램을 그릴 수도 있습니다. 펄스 변조 결과는 화면 하단에 파란색으로 표시됩니다.
시간 및 주파수 분석기 선택
시간 및 주파수 분석기는 시간 간격 및 주파수 특성화부터 위상 잡음 분석 및 광자 계산과 같은 보다 전문화된 응용 분야에 이르기까지 광범위한 측정을 수행할 수 있습니다. 이 유연한 장비는 고해상도로 시간차를 측정하고, 이벤트를 계산하고, 순간 주파수를 계산할 수 있으므로 다양한 과학 및 기술 분야에서 효율성을 극대화하는 귀중한 도구입니다. 새로운 모쿠와 함께 시간 및 진동수 분석기, 재구성 가능한 FPGA 기반 Moku 플랫폼은 기능이 계속 발전하여 복잡한 연구 및 엔지니어링 애플리케이션 전문가의 정밀도와 유연성을 극대화하는 데 도움이 됩니다.
자세한 내용은 우리의 백지 Moku 시간 및 주파수 분석기에서 또는 우리를 살펴보십시오. 비주얼 가이드 예를 들어 사용 사례.
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