듀얼 박스카 평균기 제작

이 애플리케이션 노트는 이 시리즈의 1부에 대한 후속 내용입니다. 박스카 평균기를 사용한 SNR 측정 개선이 앱 노트에서는 이중 박스카 평균기의 구성 및 작동 원리를 살펴보며 이를 구현하는 데 중점을 둡니다. Moku 클라우드 컴파일 Moku:Pro에 대하여.

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듀얼 박스카 평균기의 작동 원리

듀얼 박스카 평균기는 고급 측정 기법, 특히 펌프-프로브 실험 및 DC 오프셋에 민감한 기타 응용 분야에 필수적인 도구입니다. 싱글 박스카 평균기의 기능을 확장한 듀얼 박스카 시스템은 여러 개의 동기화된 싱글 박스카 평균기를 통합하여 성능을 향상시킵니다.

펌프-프로브 분광학 실험에서 펌프 펄스는 시료를 여기시켜 전자를 바닥 상태에서 진동 상태 또는 전자적으로 여기된 상태로 만듭니다. 결과적으로 프로브 펄스의 세기 변조는 분자 진동, 분자 밀도 동역학, 그리고 여기 상태 수명에 대한 중요한 정보를 암호화합니다. 펌프 레이저의 반복률이 프로브 레이저의 절반일 때, 모든 교대 프로브 펄스만 펌프 유도 변조를 거치고 나머지 펄스는 기준 신호로 사용됩니다. 결과적으로, 순 펌프-프로브 신호를 정확하게 추출하려면 시스템은 각 펌프 트리거 주기 내에서 두 개의 연속적인 프로브 펄스를 독립적으로 적분하고 분석해야 합니다. 이러한 접근 방식은 각 사이클 내에서 두 프로브 펄스의 동시 신호 처리를 가능하게 하기 위해 두 개의 박스카 평균기를 사용해야 합니다.

그림 1은 듀얼 박스카 평균기의 작동 다이어그램을 보여주며, 베이스라인 게이트 윈도우와 박스카 게이트 윈도우를 보여줍니다. 두 윈도우는 동일한 트리거 신호에 의해 활성화되고 게이트 폭은 동일하지만, 트리거 지연은 서로 다르게 설정됩니다. 결과적으로 게이트 윈도우는 입력 신호의 특정 부분에 맞춰 이동합니다. 펌프-프로브 실험에서 이러한 구성을 통해 시스템은 두 펄스를 개별적으로 측정하고 그 차이를 계산할 수 있습니다.

이중 박스카 평균기의 출력은 두 펄스의 적분값 차이를 나타내는 단일 값입니다. 이 차이는 측정된 샘플의 특성을 반영합니다.

그림 1: 이중 박스카 평균기의 작동 원리. 한 쌍의 펄스가 동시에 분석됩니다. 트리거 신호는 동일한 게이트 폭과 고유한 트리거 지연을 갖는 두 개의 통합 박스카 게이트를 활성화합니다.

이중 박스카 평균기를 구현하려면 단일 박스카 평균기의 설계를 몇 가지 추가 수정만으로 간단히 복제하면 됩니다. 박스카 평균기에 대한 자세한 내용은 다음에서 설명합니다. 이 애플리케이션 노트듀얼 박스카 평균기의 기본 구조는 그림 2에 나와 있습니다. "단일 박스카"는 전용 제어 레지스터를 갖춘 완전한 기능을 갖춘 단일 박스카 평균기를 의미합니다. 변경 사항에는 출력 단계에서 여러 신호를 관리하기 위한 추가 감산기와 신호 선택 메커니즘이 도입된 것이 포함됩니다.

그림 2: 이중 박스카 평균기의 블록 다이어그램. 각 "단일 박스카"는 하나의 펄스 신호와 하나의 트리거 신호를 수신하여 하나의 박스카 평균기를 수행하는 완전한 기능을 갖춘 박스카 평균기 블록입니다. 이중 박스카 평균기는 두 세트의 박스카 평균기를 포함합니다. 박스카 평균기의 두 결과를 빼서 차등 측정값을 추출합니다.

구성된 박스카 평균기는 하나가 아닌 두 쌍의 듀얼 박스카 평균기를 사용합니다. 일부 응용 분야에서는 두 펄스 간의 차이 측정뿐만 아니라 기준선을 뺀 각 펄스의 절대 강도 측정까지 요구합니다. 이러한 요구를 충족하기 위해 두 번째 듀얼 박스카 평균기 세트가 도입되었는데, 한 박스카는 펄스 신호를 적분하고 다른 박스카는 DC 기준선을 적분합니다. 기준선을 제거함으로써 시스템은 레이저 펄스 신호의 절대 강도를 복구하고 배경 잡음을 최소화합니다. 기준선의 변동으로 인해 원치 않는 잡음이 발생하여 측정의 정밀도와 신뢰성이 저하될 수 있으므로 이러한 접근 방식은 특히 중요합니다.
이 애플리케이션 노트는 운영 지침에 중점을 둡니다. 구조에 대한 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. GitHub의 Simulink 모델.

듀얼 박스카 평균화 구현

이중 박스카 평균기의 작동은 단일 박스카 평균기와 동일한 기본 프로세스를 따릅니다. 그러나 이중 박스카 평균기는 여러 출력 모드를 제공하여 사용자가 여러 평균기에서 계산된 값을 선택하고 출력할 수 있습니다.
이 섹션에서는 Python 제어판과 Moku Cloud Compile 제어 레지스터를 사용하여 Moku:Pro에서 듀얼 박스카 평균기를 작동하는 방법을 설명합니다. Moku Python API로 개발된 Python 제어판은 듀얼 박스카 평균기를 제어하기 위한 그래픽 인터페이스를 제공합니다. 이 인터페이스의 주요 장점은 비트, 볼트, 나노초를 자동으로 변환하여 구성 과정을 간소화할 수 있다는 것입니다. 반면, Moku Cloud Compile 제어 레지스터는 완전한 제어 기능을 제공하지만, 값을 수동으로 변환해야 합니다. 이 내용은 이 애플리케이션 노트의 뒷부분에서 더 자세히 설명합니다.

파이썬 제어판

 

(1) 트리거 레벨 조정

이 실험에서 트리거 신호의 진폭은 150mV입니다. 트리거 레벨을 75mV로 설정하면 박스카 적분에 대한 안정적이고 신뢰할 수 있는 트리거링이 보장됩니다. 박스카 윈도우는 시스템이 제대로 트리거될 때만 나타납니다. 그렇지 않으면 안정적인 펄스 신호와 트리거 신호 모두 보이지 않습니다. 그림 3(a)는 트리거 레벨이 트리거 신호 진폭보다 높게 설정되어 박스카 윈도우가 작동하지 않는 상황을 보여줍니다.
그림 3(b)는 펄스 박스카와 기준 박스카를 구분하기 위해 의도적으로 진폭을 다르게 한 두 개의 박스카 창을 보여줍니다. 더 큰 진폭은 펄스 박스카에 해당하고, 더 작은 진폭은 기준 박스카를 나타냅니다.

그림 3: 다양한 트리거 레벨 설정에 따른 시스템 응답. (a) 트리거 레벨이 트리거 신호 진폭인 0.2V를 초과하는 0.15V로 설정되면 박스카 윈도우가 활성화되지 않습니다. 결과적으로 박스카 윈도우와 펄스 신호 모두 존재하지 않습니다. (b) 트리거 레벨을 트리거 신호 진폭의 절반인 0.075V로 낮추면 그래프의 빨간색 선에서 볼 수 있듯이 두 박스카 윈도우 모두 성공적으로 트리거됩니다. 펄스 박스카 게이트는 더 큰 진폭을 나타내는 반면, 베이스라인 박스카 게이트는 더 작은 진폭을 나타냅니다.

(2) 트리거된 박스카 게이트 창을 펄스 신호에 맞춰 정렬하고 게이트 폭을 구성합니다.

이 단계에서는 트리거 지연과 박스카 게이트 폭이 입력 신호의 특성에 정확하게 맞춰지도록 최적화됩니다. 시스템에는 두 쌍의 듀얼 박스카 평균기가 포함되어 있으므로, 가장 먼저 해야 할 일은 어떤 평균기를 구성할지 선택하는 것입니다. 모드를 "Align Averager0"으로 설정하면 첫 번째 듀얼 박스카 평균기의 트리거 지연을 조정할 수 있습니다.
트리거 지연은 박스카 창이 관심 펄스의 시작 부분과 정렬되도록 설정됩니다. 정렬이 완료되면, 그림 4와 같이 게이트 폭을 조정하여 펄스 지속 시간의 대부분을 통합합니다. 두 박스카 창 모두 일관성을 위해 동일한 게이트 폭을 사용하도록 구성됩니다.

 

그림 4: Averager0 구성. 구성 모드는 첫 번째 듀얼 박스카 평균기를 조정하기 위해 "Align Averager0"으로 설정되었습니다. 게이트 폭은 35.2ns로 설정되었으며, 펄스 트리거 지연은 230.4ns, 베이스라인 트리거 지연은 380.8ns입니다. 이 두 박스카 윈도우는 펄스와 정확하게 정렬되어 정확한 신호 통합을 보장합니다.

다음으로, 추가 듀얼 박스카 평균기가 필요한 경우 Averager1의 트리거 지연과 게이트 폭을 조정할 수 있습니다. 이전 단계와 마찬가지로, 두 개의 적분기 게이트가 해당 신호를 분석하도록 구성됩니다. 그림 5에서 이 설정은 펄스 신호와 기준선 신호를 모두 분석합니다. 결과적으로 Averager1의 출력은 첫 번째 펄스의 절대 신호 진폭을 나타냅니다.

그림 5: Averager1의 구성. 출력 모드는 "Align Averager1"로 설정되어 있습니다. 펄스 트리거 지연은 Averager230.4과 동일하게 0ns로 설정되어 있습니다. 단, DC 오프셋 측정을 위해 베이스라인 트리거 지연은 512ns로 설정되어 있습니다. 베이스라인 박스카 윈도우가 DC 오프셋만 캡처하도록 구성된 경우, 이 베이스라인 트리거 지연을 조정할 수 있습니다.

제대로 작동하려면 트리거 지연 차이가 펄스 폭보다 커야 합니다. 그림 6에서 트리거 지연 차이는 25.6ns로, 게이트 폭 35.2ns보다 작습니다. 결과적으로 두 개의 박스카 게이트가 겹쳐져 의도치 않은 동작이 발생하고 사용자 인터페이스에 경고 메시지가 표시됩니다.

그림 6: 트리거 지연과 게이트 폭의 잘못된 설정. 트리거 지연 차이는 25.6ns이며, 이는 기준 트리거 지연 230.4ns에서 펄스 트리거 지연 256ns를 뺀 값입니다. 결과 값이 게이트 폭보다 작으므로 박스카 게이트 사이에 겹침이 발생합니다. 결과적으로, 표시된 박스카 창(빨간색 트레이스)에는 게이트 겹침을 나타내는 큰 비정상 피크가 나타납니다.

(3) 평균 주기 수 선택 및 게인 단계 조정

각 평균화기는 펄스 적분기와 기준선 적분기의 차이를 출력합니다. 출력 게인을 올바르게 설정하는 것은 필수적입니다. 잘못된 설정은 출력 포화를 유발할 수 있습니다. 포화가 발생하면 텍스트 상자에 경고 메시지가 나타납니다(그림 7). 이를 수정하려면 출력 게인을 낮춰야 합니다.

그림 7: 높은 출력 게인으로 인한 출력 포화. Averager0의 결과를 표시하기 위해 모드가 "Output Averager0"으로 설정되어 있습니다. 게인은 0.2로 설정되어 약 -1.036V의 출력이 생성되는데, 이는 Moku:Pro의 포화 한계인 -1.095V에 가깝습니다. 출력 게인이 너무 높음을 나타내는 포화 경고가 생성됩니다.

박스카 평균기의 출력은 평균이 아니라 n개의 박스카 적분 결과의 합입니다. 이러한 설계 방식은 FPGA에 분할기를 구현하는 데 따른 계산 복잡성과 리소스 요구 사항 때문입니다. 적분 결과를 직접 출력하는 것이 실제 평균을 계산하는 것보다 효율적입니다. 그림 8과 같이 출력 이득이 적절하게 구성되면 평균기 출력이 인터페이스에 표시됩니다. "Averaged Output_0"은 재조정된 실제 값을 나타내며, 이는 원시 적분 출력을 평균 개수와 출력 이득으로 나누어 얻습니다. 예를 들어, 박스카 평균기 출력에서 ​​얻은 원시 값은 스코프에 표시된 것처럼 약 -0.5556V입니다. 그러나 표시된 "Averaged Output_0" 값은 약 -55.56mV입니다. 이러한 10배 감소는 평균화 계수가 100이고 이득 설정이 0.1이기 때문에 발생하며, 이 경우 평균기의 전체 원시 이득은 10이 됩니다.방정식

그림 8: 적절한 출력 이득을 적용하여 재조정된 평균화 출력. 출력 이득은 0.1로 설정되었고 평균값은 -55.56mV로 표시됩니다. 그러나 스코프 판독값(파란색 트레이스)은 약 -0.5556V를 나타냅니다. 이러한 차이는 표시되는 값이 10배 더 작게 재조정되었기 때문에 발생하는데, 이는 평균화 계수 10에 의해 결정되는 원시 이득 100과 이득 설정 0.1의 결합 효과 때문입니다.

또한, 두 평균화기의 결과를 동시에 표시할 수 있습니다. 출력 모드를 "모두 출력"으로 설정하면 두 출력을 모두 볼 수 있습니다. 그림 9의 파란색 선은 Averager0의 결과를, 빨간색 선은 Averager1의 결과를 나타냅니다. 데이터는 Moku:Pro에서 직접 스트리밍되며, Moku API를 사용하여 추가 처리 및 분석할 수 있습니다.

그림 9: 두 평균기의 동시 출력 표시. 출력 모드는 "모두 출력"으로 설정되어 두 개의 듀얼 박스카 평균기의 출력을 모두 활성화합니다. 출력 이득은 Averager0.1의 경우 0, Averager0.01의 경우 1로 설정됩니다. 평균 출력 값은 제어판에 각각 -55.9mV와 232.6mV로 표시됩니다.

Moku Cloud 컴파일 제어 레지스터

Moku 앱 내에서 Moku Cloud Compile 제어 레지스터를 수동으로 조정하여 이중 박스카 평균기를 제어할 수도 있습니다. 표 1은 각 포트와 관련된 기능을 간략하게 보여줍니다. 표는 I/O 포트 정의와 공유 제어 레지스터의 세 부분으로 구성되어 있으며, 그 뒤에는 Averager0과 Averager1을 위한 두 개의 개별 제어 레지스터 세트가 있습니다. 이러한 구조를 통해 두 박스카 평균기를 완벽하게 제어할 수 있습니다.

 

표 1: 박스카 평균기 입력, 제어 및 출력 포트의 구성.

신호 포트 자료형 설명

공유 I/O 포트 및 제어 레지스터

입력A 16비트 서명 입력 펄스 신호
입력B 16비트 서명 트리거 신호
출력A 16비트 서명

Boxcar 평균 출력 신호(단일 및 이중 출력 모드)

입력 펄스 신호(정렬 모드)

출력B 16비트 서명

박스카 게이트 창(정렬 모드 및 단일 출력 모드)

박스카 평균 출력 신호(듀얼 출력 모드)

Controlxnumx 16비트 서명 트리거 레벨, 상승 에지에서 활성화
Controlxnumx 4-bit

Control15 = 4 : 두 상자 평균을 모두 출력합니다.

Control15 = 7 : 출력 평균화_0

Control15 = 9 : 출력 평균화_1

Control15 = 13: Averager_1 정렬

Control15 = 15: Averager_0 정렬

Boxcar Averager_0 제어 레지스터

Controlxnumx 부호 없는 16비트 PulseTriggerDelay_0, 클럭 사이클 단위
Controlxnumx 부호 없는 16비트 BaselineTriggerDelay_0, 클럭 사이클 단위
Controlxnumx 부호 없는 16비트 GateWidth_0, 클럭 사이클 단위
Controlxnumx 부호 없는 16비트 AvgLength_0, Boxcar Integrator의 결과 단위의 평균 길이
Controlxnumx 부호 없는 32비트

Gain_0, 출력 신호 이득, 결과를 16비트 신호로 재조정합니다.

Control16의 하위 5비트는 분수 이득으로 구성됩니다.

Boxcar Averager_1 제어 레지스터

Controlxnumx 부호 없는 16비트 PulseTriggerDelay_1, 클럭 사이클 단위
Controlxnumx 부호 없는 16비트 BaselineTriggerDelay_1, 클럭 사이클 단위
Controlxnumx 부호 없는 16비트 GateWidth_1, 클럭 사이클 단위
Controlxnumx 부호 없는 16비트 AvgLength_1, Boxcar Integrator의 결과 단위의 평균 길이
Controlxnumx 부호 없는 32비트

Gain_1, 출력 신호 이득, 결과를 16비트 신호로 재조정합니다.

Control16의 하위 10비트는 분수 이득으로 구성됩니다.

 

(1) 트리거 레벨 조정

Moku Cloud 컴파일 블록 제어 레지스터는 그림 10(b)에 표시된 값으로 구성됩니다. 스위치 제어는 Averager15을 구성하기 위해 0로 설정됩니다. 트리거 레벨은 트리거 임계값 진폭에 해당하는 2,244로 설정됩니다. 75 \text{ mV} \left( \frac{2244 \text{ LSB}}{29925 \text{ LSB/V}} \약 75 \text{ mV} \right)여기서 LSB는 최하위 비트를 의미하며 29925 \text{ LSB/V} Moku:Pro의 디지털 해상도입니다. 그림 10(a)에서 트리거 레벨이 로 설정되어 있으므로 박스카 창문이 트리거되지 않는 것이 분명합니다. 0.2 \text{ V} \left( \frac{5985 \text{ LSB}}{29925 \text{ LSB/V}} \약 200 \text{ mV} \right)이는 트리거 신호 진폭보다 높습니다.
정렬 프로세스 이전에 트리거 지연을 0으로 설정할 수 있습니다. 게이트 너비의 경우 320 \text{ ns}, 제어 레지스터는 다음과 같이 구성됩니다. \frac{320 \text{ns}}{T_{clk}} = 100어디로 T_{clk} = \frac{1 \text{ s}}{312.5 \text{ MHz}} = 3.2 \text{ ns} Moku:Pro에 대하여.

그림 10: Moku Cloud 컴파일 제어 레지스터의 초기 구성. (a) 트리거 레벨은 0.2V로 설정되고, 박스카 창은 트리거되지 않습니다. (b) 트리거 레벨은 75mV로 설정되고, 게이트 폭은 320ns로 구성되어 320ns 박스카 창(파란색 트레이스)이 표시됩니다.

(2) 트리거된 박스카 게이트 창을 펄스 신호에 맞춰 정렬하고 게이트 폭을 구성합니다.

여기서 조정은 다음을 설정하여 시작됩니다. 게이트 폭11×3.2ns=35.2ns 펄스 폭을 맞추기 위해. 다음으로, 펄스 트리거 지연72×3.2ns=230.4ns, 다음에 구성이 이어집니다. 기준선 트리거 지연119×3.2ns=380.8ns그림 11에서 볼 수 있듯이, 이 조정은 파란색(박스카 창문)과 빨간색(펄스) 트레이스를 성공적으로 정렬하여 각 펄스가 해당 박스카 창문과 제대로 통합되도록 보장합니다.

그림 11은 두 개의 박스카 창을 보여줍니다. 각 창은 펄스 박스카와 기준 박스카를 구분하기 위해 서로 다른 진폭을 갖습니다. 진폭이 큰 쪽은 펄스 박스카에 해당하고, 진폭이 작은 쪽은 기준 박스카를 나타냅니다. 두 박스카 창 모두 일관성을 위해 동일한 게이트 너비를 사용하도록 구성되어 있습니다.

그림 11: 박스카 적분을 위한 트리거 지연 및 게이트 폭 구성. 게이트 폭은 35.2ns로 설정되었으며, 펄스 트리거 지연은 230.4ns, 베이스라인 트리거 지연은 380.8ns입니다. 더 큰 게이트 윈도우는 펄스 박스카 게이트이고, 더 짧은 게이트 윈도우는 베이스라인 박스카 게이트로, 이는 대상 펄스의 적절한 적분을 보장합니다.

Averager0을 구성한 후, 추가 듀얼 박스카 평균기가 필요한 경우 Averager1의 트리거 지연과 게이트 폭을 조정할 수 있습니다. 이전 단계와 마찬가지로, 해당 신호를 분석하기 위해 두 개의 적분기 게이트가 설정됩니다. 그림 12에서 이 구성은 프로브 펄스와 베이스라인(DC 레벨) 신호를 포착합니다. 결과적으로 Averager1의 출력은 첫 번째 펄스의 절대 신호 진폭을 반영합니다.

그림 12: Averager1 구성. Averager13의 박스카 창을 시각화하기 위해 스위치 제어를 1으로 설정했습니다. 베이스라인 트리거 지연은 160×3.2ns=512ns로 설정하여, 베이스라인 박스카를 DC 오프셋만 적분하는 빈 영역에 배치했습니다.

제대로 작동하려면 트리거 지연 차이가 펄스 폭보다 커야 합니다. 그림 13에서 트리거 지연 차이는 79-72×3.2ns=25.6ns로, 게이트 폭 35.2ns보다 작습니다. 이로 인해 두 개의 박스카 게이트가 겹쳐지는데, 이는 의도치 않은 현상이며, 파란색 선에서 비정상적인 피크가 관찰됩니다.

그림 13: 트리거 지연과 게이트 폭의 잘못된 설정. 트리거 지연 차이는 25.6ns로, 게이트 폭보다 작아 박스카 게이트 간 겹침이 발생합니다. 결과적으로, 표시된 박스카 창(파란색 선)에는 게이트 겹침을 나타내는 크고 비정상적인 피크가 나타납니다.

(3) 평균화 주기의 수를 선정하고 게인단계를 조정한다.

각 평균화기는 펄스 적분기와 기준선 적분기의 차이를 나타내는 출력을 생성합니다. 출력 게인을 올바르게 설정하는 것은 매우 중요합니다. 잘못된 설정은 출력 포화를 초래할 수 있기 때문입니다. 포화가 발생하면 출력 게인을 적절히 낮춰야 합니다.
그림 65,536(b)에서 이득 제어는 14으로 설정되어 최하위 16비트(소수점 비트)를 모두 16으로, 정수 이득(최상위 655,360비트)을 10로 구성합니다. 이는 박스카 평균기 출력의 단위 이득을 설정합니다. 눈에 띄는 양자화 오류가 발생하면 이 값을 높여 출력을 증폭할 수 있습니다. 예를 들어, 이 제어 레지스터를 32,768으로 설정하면 이득이 0.5배 증가하고, XNUMX로 낮추면 포화를 방지하기 위해 XNUMX배 감쇠가 발생합니다.
그림 14(a)에서 이득 제어는 6,553배 감쇠에 해당하는 0.1으로 설정되었습니다. 결과적으로 출력은 다음과 같습니다.
–557.26 mV로, 허용 출력 범위 내에 있습니다. 그림 14(b)에서 판독값은 –1.0950 V로, Moku:Pro의 포화 한계를 나타내며, 이는 Averager0가 이 구성에서 포화되었음을 나타냅니다. 포화를 방지하려면 이득을 줄여야 합니다.
앞서 설명한 바와 같이, 박스카 평균화기의 출력은 평균이 아닌 n개의 박스카 윈도우에서 얻은 적분 결과의 합입니다. 이 방식이 선호되는 이유는 FPGA에 분할기를 구현하는 데 많은 리소스와 시간이 소요되기 때문입니다. 따라서 적분 결과를 출력하는 것이 실제 평균을 계산하는 것보다 효율적입니다. 그리고 복구된 값은 다음과 같습니다. \frac{-557.26 \text{ mV}}{100 \times 0.1} = -55.726 \text{ mV}.

방정식

그림 14: 다양한 이득 설정에 따른 Averager0 출력. (a) 스위치 제어를 7로 설정하여 Averager0의 결과를 표시합니다. 평균 길이는 100으로 설정되어 박스카 적분기에서 100개 지점의 평균을 구하고, 이득은 6,553으로 설정하여 0.1배 감쇠를 적용합니다. (b) 이득 계수를 65,536으로 증가시켜 단위 이득을 얻습니다. 이로 인해 포화가 발생하며, 이는 Moku:Pro의 최소 출력값인 -1.0950V의 출력값에서 알 수 있습니다.

또한, 듀얼 박스카 평균기는 두 박스카 평균기의 결과를 동시에 출력할 수 있습니다. 이 값을 표시하는 데 두 개의 채널이 사용됩니다. 빨간색 채널(InA)은 Averager0 출력을 나타내고, 파란색 채널(InB)은 Averager1 출력을 나타냅니다. 이러한 출력은 Moku 데이터 로거 또는 Moku API를 사용하여 추가 데이터 처리 및 분석을 위해 수집할 수 있습니다.

그림 15 : 듀얼 박스카 평균기 출력. 스위치 제어는 두 평균기의 결과를 모두 출력하기 위해 4로 설정됩니다. 포화를 방지하기 위해 Averager0.1의 게인은 0, Averager0.01의 게인은 1로 설정됩니다. 이러한 설정에서 측정된 출력 값은 Averager558.33의 경우 -0mV, Averager232.65의 경우 1mV입니다.

요약

이 애플리케이션 노트는 듀얼 박스카 평균기(dual boxcar averager)의 구현을 살펴보고, 핵심 구조를 간략하게 설명합니다. 이 구조는 네 개의 단일 박스카 평균기를 두 쌍으로 그룹화하여 구성됩니다. 각 쌍은 펄스 적분기와 기준선 적분기의 차이를 계산하여 차등 출력을 생성합니다. 또한 원활한 작동을 위해 Python 제어판과 Moku Cloud Compile 제어 레지스터를 포함한 구성 옵션도 살펴봅니다. 이처럼 향상된 설계 덕분에 듀얼 박스카 평균기는 펌프-프로브 실험에 특히 적합하며, 자동화된 다중 박스카 처리 및 차등 결과 생성을 위한 효율적인 솔루션을 제공합니다.

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