应用

在量子光学与精密测量实验中，对光场噪声、相位调制及微弱信号的高保真探测是研究的核心。本案例中，客户旨在搭建一套低噪声光电探测系统，以开展相关实验研究。

该系统通过压电陶瓷 (PZT) 驱动反射镜产生振动或位移，从而改变光路相位，并利用平衡零差探测器 (BHD) 将光场变化转化为电信号。为准确分析光场噪声特性，需对BHD输出的电信号进行高精度采集与频谱分析，进而评估系统的噪声基底和谐振特性。

挑战

本实验面临两项核心技术挑战：

• 宽频带与高分辨率的平衡：实验要求极高的采样密度，以精准捕捉并观察细微的噪声特征。

• 低噪声与高保真：BHD输出的电信号包含极微弱的量子噪声，采集系统的本底噪声必须极低，否则极易掩盖有效信号。

解决方案

针对上述挑战，简仪为客户提供了基于紧凑型PXIe架构的整体性采集与分析方案。该方案的设计思路并非简单堆叠高性能板卡，而是从信号链路完整性出发，系统性地考量了前端采集、时钟同步、实时计算与频谱后处理之间的协同关系。

硬件架构设计

在硬件层面，系统以一台高带宽背板的模块化机箱作为物理承载平台，确保了多通道同步采集时的数据吞吐裕量与时钟低抖动特性。机箱内嵌入一台工业级高性能控制器，其多核处理器和大容量内存使海量时域数据无需借助外部计算机，即可在机箱内部完成实时流转与预处理，大幅缩短了数据传输路径，降低了延迟与干扰风险。

在核心采集环节，系统选用了一款八通道、高分辨率的动态信号采集模块。该模块配合软件可调的输入量程和交直流耦合方式，能够灵活适配不同光功率条件下的探测需求。

软件算法优化

在软件算法层面，团队基于成熟的软件开发套件自主编写了定制化频谱分析程序。该程序不仅实现了常规的FFT变换，还专门针对低频段设计了重采样增强算法。通过在该频段内显著加密数据点密度，系统在不牺牲高频覆盖的前提下，大幅提升了低频区的频率分辨率。

最终，整套系统通过硬件选型与软件算法的深度耦合，在宽频带覆盖与局部高分辨率之间找到了理想的平衡点。

使用的简仪产品

硬件

• PXIe-2519G2：高数据传输带宽PCIe Gen2 PXIe机箱

• PXIe-3115a：全系列第九代酷睿处理器PXI Express控制器

• PXIe-9516T-K7：精度600 ppm，24位分辨率，8通道，256 kS/s 动态信号采集模块

软件

• SeeSharpTools：锐视测控软件开发工具包

为什么选择简仪

• 锐视测控平台^®：锐视测控平台^®使用C# 语言开发，提供了一个强大且易于使用的开发环境，帮助客户快速实现项目开发。
  

• 成熟的产品：简仪产品经过长期市场验证，具有可靠的性能和稳定性。

• POC验证服务：简仪提供售前的POC(原理验证)服务，帮助客户验证产品性能和适用性。

• 高精度：简仪的产品满足了客户对测试精度和可靠性的高要求。

• 成本效益：相比国外品牌，简仪的解决方案不仅性能更优，而且在成本上具有明显优势，降低了客户的整体测试成本。

• 供货速度：简仪能够快速供货，确保项目按时进行。

• 技术支持和快速响应能力：简仪提供优质的本地化技术支持，快速响应客户需求，帮助客户解决问题，确保了测试任务的顺利进行。