Аппаратная платформа Moku Delta

Moku:Delta — это универсальная, высокопроизводительная программно-определяемая платформа для тестирования и измерений, специально созданная для обеспечения точности, гибкости и производительности в реальном времени. Она включает восемь 2 ГГц 14-битных и 20-битных аналоговых входов, восемь 2 ГГц 14-битных аналоговых выходов и 32 двунаправленных цифровых канала входа/выхода.

Работающая на базе ПЛИС Xilinx® UltraScale+™ RFSoC, Moku:Delta  поддерживает интегрированную обработку сигналов, управление, анализ и синтез форм сигналов в единой целостной платформе. Сверхстабильный встроенный опорный тактовый генератор ± 1 ppb и расширенные параметры синхронизации, включая опорные частоты 10 МГц, 100 МГц и синхронизированные по GPS, обеспечивают точную синхронизацию. Moku:Delta позволяет инженерам и ученым разрабатывать испытательные системы, которые объединяют высокопроизводительные приборы с пользовательскими алгоритмами, ускоренными аппаратно.

Многоприборный режим на Moku:Delta

Многоприборный режим на Moku:Delta запускает до восьми приборов одновременно, поэтому вы можете создавать пользовательские последовательности испытаний и сложные рабочие процессы измерений. Каждый прибор имеет полный доступ ко всем аналоговым входам, выходам и соседним слотам приборов. Сигнальный тракт реального времени с низкой задержкой 30 Гбит/с соединяет слоты, обеспечивая независимую работу или тесно интегрированные конвейеры обработки сигналов. Меняйте приборы динамически по мере необходимости или развертывайте собственные пользовательские алгоритмы, используя Moku Cloud Compile для расширенной, специфичной для приложения функциональности.

Развертывание до восьми приборов одновременно

Moku:Delta обеспечивает мощную, унифицированную платформу для продвинутых квантовых экспериментов, объединяя основные инструменты в единой аппаратной системе. Она обеспечивает стабилизацию частоты лазера с помощью блока стабилизации лазера, высокоточную генерацию форм сигналов с использованием 2 ГГц генератора произвольных форм сигналов и параллельную демодуляцию с помощью до восьми синхронных усилителей. Анализатор времени и частоты поддерживает подсчет фотонов без мертвого времени и измерение времени событий. Все приборы работают на общей, стабильной по времени, синхронизированной ПЛИС, обеспечивая обратную связь с низкой задержкой, исключительную целостность сигнала и бесшовную интеграцию для сложных рабочих процессов квантового управления.

2 ГГц синхронный усилитель

Цифровой синхронный усилитель Moku:Delta выполняет двухфазную демодуляцию (X/Y или R/θ) от постоянного тока до 2 ГГц с динамическим резервом более 120 дБ. Демодулируйте, используя встроенный генератор сигналов, или синхронизируйте фазу с внешней опорной частотой на основной, гармонической или субгармонической частоте. Технология смешанных АЦП обеспечивает стабильно низкий уровень шума по всей полосе входного сигнала 2 ГГц. Встроенные контрольные точки упрощают мониторинг и регистрацию сигналов на ключевых этапах обработки. Встроенный ПИД-регулятор поддерживает приложения замкнутого управления и фазовой автоподстройки частоты.

Программный интерфейс

Восемь аналоговых входов

• 14-битные и 20-битные АЦП с частотно-зависимым смешиванием
• Частота дискретизации 5 ГВыб/с на всех восьми каналах одновременно
• Входной шум: < 10 нВ/√Гц
• Связь по переменному или постоянному току, входной импеданс 50 Ом или 1 МОм
• Диапазон входного сигнала 100 мВ размах, 1 В размах или 10 В размах

Восемь аналоговых выходов

• 14-битные ЦАП
• Частота дискретизации 10 ГВыб/с
• Диапазон выходного сигнала (на нагрузку 50 Ом): • ± 500 мВ до 2 ГГц • ± 5 В до 100 МГц

Дополнительные входы/выходы

• 32 двунаправленных цифровых входа/выхода
• Входной TTL-триггер
• Вход и выход внешнего опорного тактового сигнала
• Сверхвысокоскоростное подключение: 100 Гб QSFP, два 10 Гб SFP, 1 Гб Ethernet

Особенности аппаратного обеспечения

• Исключительная производительность по низкочастотному шуму: 500 мкВ СКЗ шума на полной полосе входного сигнала
• Стабильность встроенного тактового генератора ± 1 ppb
• Внутренний SSD 1 ТБ для регистрации данных и глубокого захвата памяти

Набор мощных инструментов

• Генератор произвольных форм сигналов
• Регистратор данных
• Блок цифровых фильтров
• Конструктор КИХ-фильтров
• Анализатор частотных характеристик
• Блок стабилизации лазера
• Синхронный усилитель
• Логический анализатор
• Нейронная сеть
• Осциллоскоп
• Фазометр
• ПИД-регулятор
• Анализатор спектра
• Анализатор времени и частоты
• Генератор сигналов

Среды программирования

• Интегрированная система: MokuOS 4
• Приложения для Windows, macOS, iPadOS и visionOS
• Полная поддержка API для основных языков программирования, включая Python и MATLAB
• Программирование встроенной ПЛИС Moku на VHDL или Verilog для пользовательской обработки сигналов в реальном времени

Области применения

• Оптическая метрология и спектроскопия
• Квантовые вычисления
• Эксперименты с холодными атомами и квантовой оптикой
• Многогармоническое или многосистемное детектирование
• Прототипирование и моделирование систем
• Автоматизированное последовательное тестирование
• Проектирование замкнутых систем управления
• Синхронизированные генераторы сигналов и приемники для фазированных решеток, MIMO-приложений
• Высокополосная потоковая передача данных в сетевое хранилище
• Высокочастотный смешанный доменный анализ
• Реализация нейронных сетей в реальном времени