Moku:Pro测试测量与控制一体化解决方案

Moku:Pro产品发售宣传片Moku:Pro 为软件定义精密测试测量仪器带来了突破性的创新，它兼具了性能和仪器多功能性，提供高度整合的测试测量与控制一体化解决方案。Moku:Pro将测试和测量带入现代化时代，让工程师和研究人员能够在仪器之间任意切换，无需使用多个独立的设备。该平台旨在满足从航空航天到半导体等众多领域研究人员的需求。Moku:Pro的工具套件特别适合光子学应用，包括光谱学、显微镜学、计量学、度量计量、引力波探测、激光稳定和量子计算等。Moku:Pro 硬件采用高性能的 Xilinx Ultrascale+ FPGA 与高带宽模拟前端，并结合了强大的网络连接和存储能力。通过软件定义实现多种测试测量功能从而支持高速数据采集、处理和可视化、波形生成和实时控制等应用场景。此外，Moku:Pro 前端设计还创造性地采用了先进的混合信号技术，执行来自多个 ADC 的频率相关信号混合，从而实现从声频到射频的卓越噪声性能。

9个专业仪器功能

• 任意波形发生器

• 数据记录器

• 频率响应分析仪

• 锁相放大器

• 示波器

• 相位表

• PID控制器

• 频谱分析仪

• 波形发生器

硬件亮点

• 卓越的低频噪声性能：全输入带宽下的噪声500 μV RMS

• 120 GB 高速 SSD

• 板载高稳定时钟 0.3 ppm

• 输入到输出延迟 < 650 ns

技术规格

四个模拟输入

• 采样率5 GSa/s(单通道)，1.25GSa/s(四通道)

• 10位和18位ADC，具备随频率变化的信号混合功能

• 可选 300 MHz 或 600 MHz 模拟带宽

• AC 或 DC耦合，50Ω 或 1MΩ 输入阻抗

• 400 mVpp、4 Vpp 或 40 Vpp 输入范围

四个模拟输出

• 16位，1.25 GSa/s DACs

• 输出 ± 1 V 高达 500 MHz，± 5 V 高达100 MHz

额外的I/O 端口

• 专用的触发输入

• 10 MHz 同步输入和输出

• 板载 Wi-Fi、以太网和 USB-C

• 120 GB 高速 SSD

应用软件和开发工具

• 强大的多点触控用户操作界面

• 支持 Python 和 MATLAB API

典型应用

• 高速数据采集

• 自动化测试序列

• 系统原型设计和仿真

• 闭环控制设计

• 光学计量和光谱学

• 用于光学、成像和其他定制系统

• 量子计算

高速数据采集

Moku:Pro兼具了高速数据采集设计，数据记录器能够将四个模拟输入的数据连续写入120GB的高速固态硬盘，每个通道的速度高达10MSa/s。使用示波器可以以高达5 GSa/s的速度拍摄较短的快照。除了直接的模拟输入外，用户还可以在 PID 控制器、锁相放大器和相位表等仪器中通过内置的探测点直接调用示波器和数据记录器的功能。板载数据记录能最大限度地将额外的数据采集设备所带来的成本和噪音降到最低。

600 MHz 锁相放大器

Moku:Pro 数字锁相放大器支持从 DC 到 600 MHz 的双相解调 (XY/Rθ)，动态储备优于120 dB。本机振荡器可由其板载波形发生器产生或从外部设备输入。四个高速模拟输出可分配给输出 X、Y、R、θ 和本地振荡器以驱动外部设备。混合 ADC 技术可在整个 600MHz 输入带宽内提供低本底噪声。用户可以通过内置探测点在数字信号处理各个阶段监测和记录信号。内置可选用 PID 控制器用于闭环控制和锁相环应用。借助多功能 I/O 选项和 API 支持，您可以将锁相放大器变成仪器的中央控制中心。

混合型ADC

Moku:Pro 配备了一个 10 MSa/s、18位的 ADC和一个高速 5 GSa/s的10位 ADC。借助强大的FPGA，该系统结合了来自 ADC 的信息，在整个600 MHz 带宽内提供行业领先的低输入噪声性能。我们的创新混合算法确保在所有傅里叶频率上优化信噪比，而不影响延迟或信号带宽。

Moku:Pro多仪器并行模式

通过Moku:Pro 多仪器并行模式用户可将仪器放置在四个虚拟“插槽”中，动态添加或删除 Moku:Pro 仪器到任何插槽。每个插槽都能够连接至模拟输入和输出，让您可以在单个 Moku:Pro 上运行整套仪器。在此模式下运行的仪器可通过低延迟、实时 30 Gb/s 信号路径相互连接以构建复杂的信号处理流程。模拟输入、模拟输出和相邻仪器的连接能够实现运行时配置。结合 Moku 云编译和多仪器并行模式，Moku:Pro 重新定义了测试仪器的灵活性。

可配置仪器

• 任意波形发生器

• 频率响应分析仪

• 锁相放大器

• 示波器

• PID 控制器

• 频谱分析仪

• 波形发生器

硬件亮点

• 卓越的低频噪声性能：全输入带宽下的噪声500 μV RMS

• 板载高稳定时钟 0.3 ppm

• 输入到输出延迟 < 650 ns

模拟前端

四个模拟输入

• 10位和18位ADC，具备随频率变化的信号混合功能

• 1.25 GSa/s 采样率

• 输入噪声: 30 nV/√Hz @ 100 Hz

• 可选 300 MHz 或 600 MHz 模拟带宽

• AC 或 DC耦合，50Ω 或 1MΩ 输入阻抗

• 400 mVpp、4 Vpp 或 40 Vpp 输入范围

四个模拟输出

• 16位，1.25 GSa/s DACs

• 输出2 Vpp 高达 500 MHz, 10 Vpp 高达100 MHz

典型应用

• 自动化测试序列

• 系统原型设计和仿真

• 闭环控制设计

• 光学计量学和光谱学

• 光学、成像和其他定制系统控制中心

• 量子计算

应用亮点低延迟闭环控制设计和表征

Moku:Pro 的 PID 控制器提供亚微秒的输入至输出延迟，非常适合高速闭环控制器应用。通过多仪器并行模式，可以实时PID控制器和频率响应分析仪并行以观察和测量控制器的传递函数和脉冲响应。还可以使用示波器和频谱分析仪在时域和频域中测量系统响应。控制器中的调整都会实时反映在监控仪器中。

生成任意调制的信号

通过结合任意波形发生器与多个波形发生器，Moku:Pro能够输出高稳定性的复杂波形。任意波形可以连接至波形发生器的输入端作为调制源。频率、相位和幅度调制也可以同时添加到信号中。这消除了查找表计算步骤并能更好的控制调制和输出信号。示波器或频谱分析仪可添加到其它插槽中测量信号。

多谐波锁相放大器

Moku:Pro的多仪器并行模式能够同时运行高达四个锁相放大器。每一个锁相放大器能在基波、二次或更高次谐波进行解调。测量出的 R/θ 或 X/Y 分量也可以在最终仪器插槽中的示波器中进行比较或输出至模拟输出端口。

原文标题：【产品宣传片】Moku:Pro 终极性能测量与控制解决方案

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审核编辑：汤梓红