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HDAWG 임의파형 발생기

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취리히 인스트루먼트의 HDAWG 다중 채널 임의 파형 발생기(AWG)는 동급에서 가장 높은 채널 밀도를 가지고 있으며 최대 750 MHz 대역폭의 신호 생성을 위해 설계되었습니다. HDAWG는 4개 또는 8개의 쿼드 코어가 있는 싱글 엔드 아날로그 출력 채널과 16비트 수직 분해능을 갖추고 있습니다. 출력은 최대 대역폭 및 우수한 노이즈 성능을 갖는 다이렉트 모드와 신호 증폭을 최대 5Vpp로 증폭시키는 증폭 모드 사이에서 개별적으로 스위칭될 수 있습니다. 채널당 2 개의 마커를 사용하면 전체 16 비트 출력 해상도가 유지되는 동안 정확한 설정 동기화가 보장됩니다.

LabOne®은 AWG의 성능 및 유연성과 기능 발생기의 사용 용이성을 결합한 최첨단 프로그래밍 개념을 제공합니다. 독립적인 플랫폼의 LabOne UI (사용자 인터페이스)와 LabVIEW®, .NET, MATLAB®, C 및 Python을 위한 API 중 선택으로 쉽게 측정 자동화를 수행하고 기존 제어 환경에 신속하게 통합할 수 있습니다.

4 channels - HDAWG4     EUR 28,000.00
8 channels - HDAWG8     EUR 39,500.00

MFIA 주요 특징

  • 2.4 GSa/s, 16 비트, 750 MHz 신호 대역폭
  • 5 Vpp 최대 진폭
  • 최대 64개의 출력 채널로 확장 가능
  • 사용 가능한 최대 채널 밀도
  • 출력 지연에 대한 50 ns 미만 트리거
  • 다중 주파수에서의 디지털 변조
  • LabOne® AWG 시퀀서 및 컴파일러

HDAWG 자료

HDAWG 개요 비디오

HDAWG 어플리케이션

  • 퀀텀(Quantum) 컴퓨팅(computing)
  • 레이다(RADAR) / 라이다(LIDAR)
  • NMR 및 EPR 분광학
  • 반도체 소자 테스트
  • MRI 및 통신 분야에서의 MIMO 기법

HDAWG는 추가 파형 메모리, 함수 발생기 기능, 내부 오실레이터 및 펄스 카운터 세트를 추가하여 기본적인 AWG 기능을 확장하여 까다로운 애플리케이션의 요구 사항을 충족하도록 설계되었습니다.

양자 컴퓨팅 및 위상 배열 레이더 (Quantum Computing and Phased-array Radar)

Multiple HDAWG instruments can be controlled and automatically synchronized using a single user interface, enabling efficient scaling of radar and quantum computing systems while reducing complexity and lab space required. The short 50 ns reaction time to an external trigger signal enables quantum error correction methods with high fidelity. The internal oscillators minimize waveform upload times, ensure phase coherence and provide a simpler waveform definition. The integrated pulse counter helps simplify setups for trapped ion and N-V center experiments.

NMR 및 분광학 (NMR and Spectroscopy)

Signals in NMR and other spectroscopy applications occur at timescales from nanoseconds up to seconds. The HDAWG can speed up these measurements by applying a variable sampling rate and/or parametric sweeping. Using digital modulation, an arbitrary envelope can be imposed on one or multiple carrier signals with minimal waveform upload time while phase-coherence is maintained without additional effort.

반도체 소자 테스트 (Semiconductor Device Testing)

Nested sequencing, waveform iteration, and dynamic sequencing with DIO control are ideal for realizing signals for extensive high-throughput testing. Multiplying or adding the AWG signal with a function generator signal extends the possibilities and helps simplify and speed up daily measurement routines.

HDAWG 질문답변

Are there different hardware configurations available?
Yes, there are two configurations: a 4-channel and an 8-channel model (HDAWG4 and HDAWG8). The HDAWG4 cannot be upgraded to an HDAWG8 and the upgrade options for the two models are not compatible, i.e. you cannot install the HDAWG4-FG Function Generator option on the HDAWG8 and vice versa.
Do I need a computer to operate the HDAWG?
Yes, this instrument is operated from a computer connected via USB 3.0 or 1GbE. The computer uploads waveform and sequence data to the AWG. Once the AWG is started, it generates its signal autonomously and doesn't strictly depend on the computer anymore.
How can I install and update the control software?
The LabOne software is freely available on our download center with updates appearing on a regular basis. The LabOne software provides a single-click utility to update the instrument firmware as well.
Where can I get a live demonstration of the HDAWG Arbitrary Waveform Generator?
Just call us on +41 44 515 0410 or send a quick note with your contact details and preferred time slot. We're happy to schedule an online demo to discuss your requirements and check if there is a match with the HDAWG instrument capabilities.
How many markers does HDAWG have? How can I access them?
The HDAWG has 2 markers per channel (8/16 in total) and 1 SMA marker connector per channel (4/8 in total). In order to output all markers at the same time, they can also be routed to the 32-bit DIO connector on the back panel. Using both markers is possible without reducing the 16 bit resolution of the output.

HDAWG 모델

HDAWG8 임의 파형 발생기

The HDAWG8 is the 8-channel model of the HDAWG Arbitrary Waveform Generator series. In terms of frequency range, vertical resolution, and other signal generation specifications, this instrument is identical to the HDAWG4 4-channel model. The 4-channel model cannot be upgraded to an 8-channel model.

HDAWG4 임의 파형 발생기

The HDAWG4 is the 4-channel model of the HDAWG Arbitrary Waveform Generator series. In terms of frequency range, vertical resolution, and other signal generation specifications, this instrument is identical to the HDAWG8 8-channel model. The 4-channel model cannot be upgraded to an 8-channel model.

HDAWG 기능 다이어그램

HDAWG 하이라이트

하이레벨(High-level) AWG 프로그래밍

The LabOne UI is designed to get you going quickly by providing hardware control in an intuitive and easily readable form. After defining the waveforms and sequences in the LabOne AWG Sequencer, the LabOne AWG Compiler translates the instructions into machine language and transfers the result to the hardware in a minimum amount of time. LabOne sequencing supports loops with dynamically varying delay and conditional branching points.

In addition to the standard waveforms, e.g. Gaussian, Blackman, sinc, etc., LabOne contains all the essential math and array editing tools required for complex waveform design. You can easily add, multiply, cut, and concatenate waveforms or organize them in segments. Importing measured signals or waveforms calculated in another tool like MATLAB is a simple drag-and-drop action.

다중 장치 동기화 (MDS)

MDS를 사용하면 여러 개의 HDAWG를 단일 다중 채널 AWG로 작동할 수 있습니다. :

  • 단일 UI/API에서 모든 계측기를 작동
  • 모든 출력 채널의 절대 동기화
  • 모든 계측기 클럭의 위상 잠금
  • UHF 시리즈 계측기의 동기화된 시간 스탬프 및 샘플링 속도

When multiple instruments are used, the LabOne AWG Compiler takes care of distributing your master sequence program across all instruments. An automated trigger exchange protocol ensures synchronized playback timing. Using MDS you can also build up a complete signal generation and acquisition system, including UHF instruments, comprising lock-in amplifier, boxcar, digitizer and AWG functionality up to 600 MHz.

오실레이터, 변조 및 위상 제어

The HDAWG is equipped with digital oscillators to generate the sinusoidal carrier of a signal independently of the programmed AWG envelope signal. This means that long signals can be generated with very fast waveform upload and precise phase coherence across many pulses. Carrier frequencies and phases that would otherwise be written to a static waveform can be freely adjusted and swept.

The HDAWG-MF Multi-frequency option increases the number of oscillators and enables full digital I/Q modulation for frequency and phase modulation, frequency multiplexing, or phase cycling.

With the HDAWG-FG Function Generator option, the modulation concept extends beyond sinusoid carriers to general carrier waveforms.

대기 시간이 짧은 트리거링 및 시퀀스 분기

Thanks to the low-latency design, the HDAWG is able to generate its first sample on the signal output less than 50 ns after detecting an external trigger on one of the trigger inputs on the front panel. This is essential for feedback experiments in quantum computing where device properties are short-lived, and each nanosecond saved improves the experimental outcome tremendously. The 4 or 8 output channels of the instrument can be grouped in units of 2 or 4. Each of these groups can then be individually triggered which increases flexibility when distributing signals to separate parts of a device or setup.

In order to generate signals with a high complexity and real-time control, the HDAWG is able to select from up to 1024 pre-stored waveforms in a programmable memory based on the bit-pattern applied to its 32-bit digital input. These could represent a digital modulation pattern, a device-specific test waveform, or a multi-qubit state readout result.

HDAWG 사용 가능한 옵션

HDAWG-CNT 펄스 카운터

The HDAWG-CNT Pulse Counter allows the analysis of up to 8 pulse trains in parallel, enabling event-based measurements, e.g. photon detection using photo-multiplier tubes, at a maximum count rate of 300 MHz. There are four distinct modes of operation and each channel offers an adjustable discriminator with a range of ±10 V. Measurement results from the pulse counters can be conveniently analyzed with the LabOne toolset, which features time domain and histogram display.

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HDAWG-FG 함수 발생기

The HDAWG-FG Function Generator option simplifies and speeds up the generation of periodic signals on the HDAWG Arbitrary Waveform Generator. Flexible control of the signal frequency, amplitude, duty cycle, and waveform is enabled by direct digital synthesis (DDS) technology, while a dedicated tab in the LabOne UI eliminates the need for programming to obtain periodic waveforms.

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HDAWG-MF 다중 주파수

The HDAWG-MF option extends the number of oscillators, enhancing the amplitude modulation capabilities of the HDAWG multi-channel AWG. With the multi-frequency option, you benefit from faster waveform upload and higher flexibility in tuning the carrier frequencies. This is particularly useful for applications that require many superimposed carrier frequencies.

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HDAWG-ME 메모리 확장

The HDAWG-ME Memory Extension option increases the available waveform memory of the HDAWG Arbitrary Waveform Generator from 64 MSa per channel to 500 MSa per channel. This improves its capabilities for handling large libraries of waveforms for high-throughput device testing as well as for generation of wide-band chirp or noise signals.

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HDAWG 사양

임의 파형 발생기
채널1 4 또는 8
수직 해상도 16 비트
채널당 파형 메모리 64 MSa;
500 MSa (HDAWG-ME 옵션 포함)
시퀀스 메모리 16384 instructions
파형 세분화 8개 샘플
최소 파형 길이 32 샘플
시퀀서 클럭 주파수 샘플링 속도를 8로 나눈 값
시퀀서 명령 (재생) 재생 파형 (단일 또는 다중 채널),
파형 세그먼트 재생 (샘플 색인 및 세그먼트 길이 시작),
라이브러리에서 파형 재생 (DIO 입력 상태), 인터럽트(interrupt) 파형 재생
시퀀서 명령 (기타) wait constant, 트리거 대기, set/get 트리거 상태, set/get DIO 상태,
정수 변수 연산 (더하기, 빼기, 논리 연산),
오실레이터 주파수/위상 (실시간) 변경,
다른 계측기 설정 변경 (비 실시간)
시퀀서 제어 구조 반복 (1 to 223-1 or 무한), 조건 분기 (다중 분기)
웨이브 출력
커넥터 유형 SMA
출력 임피던스 50 Ω
출력 커플링 DC
출력 모드 증폭(amplified), 다이렉트(direct)
출력 범위 (50 Ω) 0.2 ~ 5.0 Vpp (증폭)
0.8 Vpp (다이렉트)
오프셋 전압 (50 Ω) 0.5 × 피크 전압, 최대 ±1.25 V (증폭)
0 V (다이렉트)
위상 노이즈 <−110 dBc/Hz (100 MHz, 오프셋 10 kHz)
200kHz 이상의 전압 노이즈 30 nV/√Hz (증폭, 5 Vpp 범위)
12 nV/√Hz (다이렉트)
시간 및 주파수 도메인 특성
샘플링 클럭 소스 내부, 외부
샘플링 속도 1.5 kSa/s ~ 2.4 GSa/s (내부 클럭)
50 MSa/s ~ 2.4 GSa/s (외부 클럭)
내부 샘플링 클럭 해상도 7 자리
상승시간 (20% ~ 80%) < 550 ps (증폭, 1 V 단계, 5 Vpp 출력 범위)
< 300 ps (다이렉트, 0.8 V 단계)
출력 트리거 지연 < 50 ns
채널간 왜곡 < 200 ps (두 채널 모두)
< 20 ps (채널 1&2, 3&4, ...)
왜곡 조정 범위 10 ns
왜곡 조정 해상도 10 ps
마커 및 기타 출력
마커 출력 채널당 2개, 전면 패널의 채널당 1개의 SMA 출력,
후면 패널의 DIO에 추가 출력
샘플링 클록 출력 후면 패널의 SMA
샘플링 클록 출력 진폭 2 Vpp
기준 클럭 출력 후면 채널의 SMA
기준 클럭 출력 진폭 1 Vpp
기준 클록 출력 주파수 10 / 100 MHz
입력
트리거 입력 채널당 1개, 전면 패널의 SMA
트리거 입력 임피던스 50 Ω / 1 kΩ
트리거 입력 진폭 범위 ± 5 V (50 Ω)
± 10 V (1 kΩ)
트리거 입력 임계값 범위 ± 5 V (50 Ω)
± 10 V (1 kΩ)
트리거 입력 임계값 분해능 0.4 mV 미만
샘플링 클록 입력 후면 패널의 SMA
기준 클록 입력 후면 패널의 SMA
기준 클록 입력 주파수 10 / 100 MHz
최대 등급
손상 임계값
샘플링 클록 입력
± 5 V
손상 임계값 Ref 입력 ± 5 V
연결성 및 기타
디지털 IO (DIO) VHDCI 68 핀 female 커넥터,
32 비트, 입력 또는 출력으로 구성 가능, 3.3 V TTL
호스트 연결 LAN / 이더넷, 1 Gbit/s
USB 3.0, 5 Gbit/s
PC 메모리 요구사항 4 GB+
PC CPU 요구사항 SSE2 명령 세트와의 호환성이 필요합니다.
예: AMD K8 (Athlon 64, Sempron 64, Turion 64, 등.),
AMD Phenom, Intel Pentium 4, Xeon, Celeron, Celeron D,
Pentium M, Celeron M, Core, Core 2, Core i5, Core i7, Core i3, Atom
운영 체제 See LabOne 호환성
일반
치수 43.0 × 23.2 × 10.2 cm
16.9 × 9.2 × 4.0 인치, 19 인치 랙에 적합
무게 4.6 kg; 10.2 lbs
파워서플라이 AC 라인 100-240 V (±10%), 50/60 Hz
작동 온도 +5 °C to +40 °C
운영 환경 IEC61010, 실내 위치, 설치 범주 II, 오염도 2
운항 고도 최대 2000 meters

1HDAWG4, 4 출력 채널 모델 및 HDAWG8, 8 출력 채널 모델간 차이가 있습니다.

  • 가족친화우수기업
  • 청년친화 강소시업
사업자등록번호 : 220-86-72761대표이사 : 신동만대표전화 : 070-7872-0701팩스 : 02-2167-3801
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