【高速數(shù)字化儀應(yīng)用案例系列】虹科數(shù)字化儀在大型物理實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域的應(yīng)用

大型物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)用

了解物質(zhì)和自然力量的使命推動(dòng)著在物理學(xué)科領(lǐng)域進(jìn)行更大，更復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)。為了做到這一點(diǎn)，科學(xué)家和工程師正在建造比以往更大，更強(qiáng)大，更靈敏的機(jī)器和儀器。例如，天文學(xué)家正在使用不斷膨脹的電磁波譜部分來探測(cè)許多以前未知的現(xiàn)象，并進(jìn)一步研究太空。射電望遠(yuǎn)鏡揭示了爆炸恒星的殘余物，而更高能量的儀器，如使用X射線和伽馬射線的儀器，使得研究極端狀態(tài)下的物質(zhì)行為成為可能，例如在脈沖星和熾熱中發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)。

現(xiàn)在正在建造越來越敏感的儀器，以突破觀察的極限。望遠(yuǎn)鏡陣列在廣闊的區(qū)域和距離上連接在一起。在其他研究中，粒子物理學(xué)家正在使用大型機(jī)器將粒子加速到更高的能級(jí)，以觀察它們碰撞時(shí)會(huì)發(fā)生什么。高能加速器科學(xué)幫助確定了構(gòu)成物質(zhì)的構(gòu)建塊，并增加了我們對(duì)亞原子結(jié)構(gòu)的了解。同樣，核科學(xué)家正在研究核反應(yīng)，以了解熱核聚變等過程，這些過程提供了獲得大量能量的潛在途徑。所有這些類型的大型物理實(shí)驗(yàn)都涉及使用大量傳感器（探測(cè)器、天線、換能器、接收器等）和相關(guān)的快速電子設(shè)備來操作機(jī)器并捕獲它們產(chǎn)生的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

大型物理實(shí)驗(yàn)中的典型應(yīng)用包括射電天文學(xué)，加速器科學(xué)（包括光束控制和光束線監(jiān)測(cè)）和粒子物理學(xué)，聚變和等離子體研究，核科學(xué)和閃電研究。

近物所電子加速器

虹科方案

對(duì)于大型物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)用，虹科提供各種具有寬范圍的帶寬、采樣率和動(dòng)態(tài)范圍的高速數(shù)字化儀，以便它們能夠最好地滿足每個(gè)應(yīng)用的要求。當(dāng)需要大動(dòng)態(tài)范圍和最大靈敏度時(shí)，高分辨率14位和16位數(shù)字化儀可用于捕獲和分析頻率高達(dá)250 MHz的信號(hào)。這些高分辨率板卡提供出色的信噪比（高達(dá)72 dB）和無雜散動(dòng)態(tài)范圍（高達(dá)90 dB），因此可以檢測(cè)和分析低電平信號(hào)。對(duì)于更高的頻率，可提供8位數(shù)字化儀，提供高達(dá)5 GS/s的采樣速率和1.5 GHz帶寬，非常適合捕獲納秒和亞納秒級(jí)脈沖和脈沖流。數(shù)字化儀卡還可以與下變頻器一起使用，以進(jìn)一步將其工作頻率擴(kuò)展到微波范圍。

SBench6軟件頁(yè)面

每個(gè)數(shù)字化儀卡可以有一到四個(gè)通道，最多八個(gè)卡可以與虹科的StarHub系統(tǒng)連接在一起，以創(chuàng)建具有多達(dá)32個(gè)完全同步通道的儀器。通過將多個(gè)儀器連接在一起，可以創(chuàng)建具有更多通道的系統(tǒng)。這使得它們非常適合使用多個(gè)傳感器、接收器或檢測(cè)器的應(yīng)用。數(shù)字化儀具有大型板載存儲(chǔ)器（單卡多達(dá) 4 G samples）以及數(shù)據(jù)流和讀出模式，非常適合捕獲長(zhǎng)而復(fù)雜的信號(hào)。通過板卡將數(shù)據(jù)流快速傳輸?shù)交?RAID 的存儲(chǔ)陣列，甚至可以捕獲和存儲(chǔ)數(shù)小時(shí)的信息。虹科SBench 6軟件還可用于查看和鑒定信號(hào)，以及執(zhí)行FFT計(jì)算以進(jìn)行頻域分析。

虹科推薦使用的板卡系列

59xxx系列

33XX系列

44XX系列

虹科產(chǎn)品特點(diǎn)

l12、14 和 16 位分辨率

l分布式以太網(wǎng)采集

l慢速和快速通道的組合

l采樣率高達(dá) 10 GS/s，帶寬超過 1.5 GHz

l高通道密度，數(shù)百個(gè)同步通道