주요 콘텐츠로 건너뛰기
Search

박스카 평균기(Boxcar averagers)

박스카 평균기(Boxcar averagers)는 낮은 듀티 사이클 신호로 작업할 때, 최소한의 측정 시간으로 높은 신호 대 잡음비(SNR)를 달성하는 매력적인 도구입니다. 이러한 신호에는 각 주기의 일부에만 관련 정보가 포함되어 있으며, 해당 부분 이외에는 노이즈만 존재합니다. 고품질 및 실시간 피드백 기능으로 낮은 듀티 사이클 신호를 캡처하는 것은 광학 및 포토닉스 , 나노기술 및 재료과학 , 양자 기술 (Quantum) , 스캐닝 프로브 현미경센서 분야의 많은 응용기술에서 매우 중요합니다.

아래 그래픽은 박스 카 평균기의 원리를 보여줍니다. 각 구간(회색)에서 측정을 잘 정의된 시간 창으로 제한하면, 해당 창 외부의 모든 신호 구성 요소가 제거됩니다.

측정 결과는 일반 디지타이저 또는 오실로스코프와 달리 디지털 도메인에서 즉시 사용할 수 있으며 사용자 정의 오프셋 및 스케일링 계수를 가진, 아날로그 신호로 제공됩니다.  또한 통합 PID 컨트롤러는 결과를 처리하여, 피드백 루프를 생성할 수 있으며, 락인앰프 유닛은 추가 변조가 있을 경우, 박스카 결과에 대해 추가 복조를 수행할 수 있습니다.

박스카 평균기의 원리에 대한 백서에서는 보다 자세한 내용을 제공합니다.

백서 다운로드

Boxcar measurement with Zurich Instruments' boxcar averager

 

락인앰플리파이어용 박스카 평균기

취리히인스트루먼트 박스카 평균기(Boxcar averager)는, 실험의 주기성에 위상 고정된 기준 오실레이터에 동기화되어 있는, 고속 디지타이저로 작동합니다. 예를 들어, 레이저 반복률의 경우 입력시 기록된 모든 데이터 샘플이 실험의 위상과 연관될 수 있으며, 실험과 동기화되지 않은 신호 성분이 강하게 억제됩니다. 외부 기준 신호에 기반한 구현은, 트리거 지터를 제거하며, 디지털 구현은 데드 타임 없는 작동을 가능하게 합니다.

600MHz 잠금 증폭기용 2개의 박스카 평균기

  • 2개의 주기적 파형 분석기
  • 베이스라인 억제(Baseline suppression)
  • Zero acquisition dead time

LabOne 기기 제어 소프트웨어

LabOne® software로 측정을 쉽게 설정하고 제어할 수 있습니다. 그래픽 사용자 인터페이스는 주기적인 파형 분석기(PWA)를 포함한 풍부한 도구세트를 제공합니다. PWA는 사용자가 제어할 수 있는 평균값으로 신호를 표시하여, 높고 낮은 SNR 신호 모두에서 박스카 평균기를 쉽게 작동할 수 있도록 합니다. 이 도구를 사용하면 위 그래프에서와 같이 사용자가 커서로 측정할 시간 간격만 한정하면 됩니다.

사용자 혜택

  • 낮은 듀티 사이클 신호의 고품질 측정에 소요되는 시간을 절약합니다.
  • 모든 새로운 실험에 가장 적합한 기술(박스카 평균기, 락인디텍션 또는 둘 다)을 선택할 수 있습니다.
  • LabOne 툴셋으로 인하여 이중 변조(double modulation), 기준선 억제(baseline suppression) 및 피드백 루프 작동과 같은 까다로운 체계와 방법을 쉽게 구현할 수 있습니다.

동영상

Principles of Boxcar Averaging

Principles of Boxcar Averaging

광학 실험에서 신호 복구

Optimize the Signal Acquisition for Optics and Photonics Measurements

광학 및 포토닉스 측정을 위한 신호 취득 최적화

Focus on Recovering Signals in Optical Experiments I Zurich Instruments Webinar

Related Blog Posts

Related Publications

Fimpel, P. et al.

Boxcar detection for high-frequency modulation in stimulated Raman scattering microscopy

Appl. Phys. Lett. 112, 161101 (2018)

Schumacher, Z., Miyahara, Y., Spielhofer, A. & Grutter, P.

Measurement of surface photovoltage by atomic force microscopy under pulsed illumination

Phys. Rev. Applied 5, 044018 (2016)

Meier, St.M., Tsankov, Ts.V., Luggenhölscher, D. & Czarnetzki, U.

Measurement of plasma densities by dual frequency multichannel boxcar THz time domain spectroscopy

J. Phys. D: Appl. Phys. 50, 245202 (2017)

Sternbach, A.J. et al.

Artifact free time resolved near-field spectroscopy

Opt. Express 25, 28589-28611 (2017)

문의하기