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使用 Moku:Lab 任意波形發生器進行雙通道同步模式生成

發布時間:2024-08-22 14:32:36 瀏覽量:677 作者:Paul

摘要

本国产成人在线观看免费网站說明介紹了 Moku:Lab 如何使用任意波形發生器儀(yi) 器和從(cong) .CSV 文件導入的數據生成波形模式。波形用於(yu) 在 X 和 Y 平麵上控製激光束,以創建類似於(yu) GRACE 後續任務所用的掃描模式。

正文


使用 Moku:Lab 任意波形發生器進行雙通道同步模式生成



本国产成人在线观看免费网站說明介紹了 Moku:Lab 如何使用任意波形發生器儀(yi) 器和從(cong) .CSV 文件導入的數據生成波形模式。波形用於(yu) 在 X 和 Y 平麵上控製激光束,以創建類似於(yu) GRACE 後續任務所用的掃描模式。


任意波形生成


Moku:Lab 任意波形發生器 (AWG) 可以以 125 MSa/s 的采樣率生成多達 65,536 個(ge) 點的自定義(yi) 波形。波形可以從(cong) 文件加載,也可以作為(wei) 32 個(ge) 段的分段數學函數輸入,使您能夠生成真正的任意波形。在脈衝(chong) 模式下,波形可以輸出脈衝(chong) 之間超過 250,000 個(ge) 周期的死區時間,使您可以在較長時間內(nei) 以固定間隔用任意波形激勵係統。


掃描模式


許多国产成人在线观看免费网站都需要二維激光掃描模式,例如顯微鏡、長距離自由空間幹涉測量和激光雷達。2018 年,GRACE Follow-On 任務使用兩(liang) 束激光束在兩(liang) 艘相距 200 公裏、繞地球運行的航天器上設置了第1台航天器間激光幹涉儀(yi) 。GRACE Follow-On 幹涉儀(yi) 能夠測量航天器分離的亞(ya) 微米變化。在建立鏈路之前,激光器必須通過掃描五維空間來找到彼此;每束激光的傾(qing) 斜度和頻率差 [1]。LISA 引力波探測器可能需要類似的采集掃描,相幹自由空間激光通信和光量子密鑰分發鏈路也可能需要類似的采集掃描,例如從(cong) 地麵到太空。


本国产成人在线观看免费网站說明將介紹如何使用 Moku:Lab 任意波形發生器生成複雜的 2D 掃描模式。首先,我們(men) 將展示如何將 AWG 波形加載到 Moku:Lab 中,以便在 XY 模式下在示波器上進行可視化。接下來,我們(men) 添加快速轉向鏡和激光係統,以生成適合采集係統的任意掃描模式。


Moku:Lab任意波形發生器儀(yi) 器


Moku:Lab 任意波形發生器可以從(cong) 預設波形、輸入方程或從(cong) 文件導入的點生成雙通道自定義(yi) 模式。支持 1 mHz 至 125 MHz 的輸出頻率。脈衝(chong) 輸出可配置為(wei) 脈衝(chong) 之間多達 250,000 個(ge) 周期的死區時間。


預設波形包括正弦波、高斯波、指數上升波、指數下降波、正弦波和心動圖。方程模式支持來自複雜分段函數的多至 32 個(ge) 段。


對於(yu) 此国产成人在线观看免费网站,我們(men) 使用任意波形發生器的自定義(yi) 模式,並從(cong) 存儲(chu) 在 SD 卡上的 .CSV 文件中加載波形點。存儲(chu) 的波形的MAX長度取決(jue) 於(yu) 所需的輸出速率。在 125 MSa/s 下,波形多達 65,536 個(ge) 點,在 1 GS/s 下可以有 8192 個(ge) 點。


生成 2D 掃描模式


我們(men) 在本国产成人在线观看免费网站中測試的掃描模式是恒定密度螺旋掃描。在二維空間內(nei) 進行掃描時,重要的是確保以相同的掃描密度詢問每個(ge) 點,並且在每個(ge) 點停留相同的時間。


通過線性增加振幅作為(wei) 時間函數而創建的螺旋掃描將導致掃描點之間的距離隨著振幅的增加而增加。這是因為(wei) 給定半徑的圓周上的采樣點數量是恒定的。相反,我們(men) 需要的是頻率隨著振幅的增加而降低的掃描,這樣無論振幅如何,密度和停留時間都是恒定的(見圖 1)。




我們(men) 在 MATLAB 中創建了一個(ge) 恒定密度掃描模式,並將 X 和 Y 坐標以 .CSV 格式保存到 SD 卡中。然後,我們(men) 使用 Moku:Lab 任意波形發生器導入文件,並在輸出通道 1 和通道 2 上生成這些 X 和 Y 位置命令(圖 2)。請注意,使用 SD 卡並不是導入所需波形的唯yi方法 - 也可以通過 Dropbox、電子郵件或 ipads 的“我的文件”上傳(chuan) 文件 [2]。




為(wei) 了確認任意波形發生器正確地生成了 10 Hz 和 2 V 的模式,我們(men) 使用了第二個(ge) Moku:Lab 以 XY 模式運行示波器(圖 3)。


激光螺旋掃描演示


采集掃描模式是建立長距離自由空間激光鏈路不可或缺的一部分。為(wei) 了展示我們(men) 的螺旋掃描模式作為(wei) 潛在鏈路采集平台的作用,我們(men) 建立了一個(ge) 簡單的光束控製係統,其中 Moku:Lab 使用任意波形發生器來控製光束。


對於(yu) 光束控製,我們(men) 使用了 Newport FSM-300 快速轉向鏡。它可以提供模擬 ±10 V 信號,分別控製鏡子在 X 和 Y 平麵上的傾(qing) 斜和傾(qing) 斜。由於(yu) Moku:Lab 的輸出範圍為(wei) ±1 V,我們(men) 在每個(ge) 通道上使用兩(liang) 個(ge) 放大器來增加驅動信號的幅度(圖 4)。我們(men) 這樣做是為(wei) 了能夠在MAX轉向範圍內(nei) 驅動轉向鏡,從(cong) 而MAX化我們(men) 的掃描區域。



我們(men) 在實驗室的光學台上安裝了這些組件(圖 5),並將投影儀(yi) 屏幕放置在距離轉向鏡約 5 米的位置。



快速轉向鏡的模擬帶寬高達約 2 kHz。請注意,我們(men) 生成的螺旋掃描圖案並非在同一點開始和結束 - 有一條明顯的直線將螺旋內(nei) 部與(yu) 外部連接起來。這種方向的急劇變化導致頻率諧波明顯高於(yu) 螺旋掃描頻率。當我們(men) 以 3 Hz 或更高的頻率運行掃描時,直線開始彎曲,因為(wei) 急轉彎所需的高次諧波超出了轉向鏡的帶寬。


我們(men) 用數碼單反相機拍攝了一張 1 Hz 的長曝光照片,捕捉到了掃描圖案的照片(圖 6)。



結論


采集掃描模式是建立長距離自由空間激光鏈路(如 GRACE Follow-On 中的鏈路)的一個(ge) 重要方麵。需要對整個(ge) 詢問區域進行恒定密度掃描,這通常會(hui) 導致使用任意波形模式。我們(men) 在 MATLAB 中創建了一個(ge) 恒定密度螺旋掃描模式,然後通過 SD 卡將其導入 Moku:Lab 任意波形發生器。然後我們(men) 用它來驅動一個(ge) 快速轉向鏡,該鏡使用螺旋掃描模式將可見的紅色激光轉向投影儀(yi) 屏幕。這證明了 Moku:Lab 設備能夠產(chan) 生任意複雜波形,可用於(yu) 自由空間激光鏈路的采集掃描模式。


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