转动光谱学

具有出色信号保真度的高质量信号采集

旋转光谱可以准确识别气体混合物中的组成分子，并能够研究测试室内的即时化学反应。该应用的挑战之一是由于谱线的幅度范围非常宽，因此采集系统需要非常高的动态范围。研究人员利用平均来扩展示波器的动态范围，这对示波器提出了在尽可能短的时间内执行数十万到数百万次采集的性能要求。

新技术不断被创造以扩展微波光谱的应用。如今，研究人员正专注于实时分析化学反应。泰克正在实时跟踪这项工作的新特性和功能，以支持这些不断变化的需求。

直接采集微波、毫米波信号

旋转光谱涉及通过气体样品发射微波或毫米波啁啾，使用宽带信号采集系统采集接收到的信号，将时域数据转换为频域，最后将获取的数据与特定分子的理论光谱成分进行模式匹配，以识别气体样品的实际含量。Tek 提供的实时示波器可以直接采集高达 70GHz 的信号。这些仪器可以消除上/下转换器，从而减少信号路径中的一个潜在误差元素和噪声源。

在光谱仪的精细时间分辨率模式下获得的 CH2CHCN 在 t = 0 光解后 HCN、HNC 和 HCCCN 的 CP-FTmmW 信号的时间演变。经物理化学快报杂志上发表的“室温流动反应器中的时间分辨动力学啁啾脉冲旋转光谱”许可重印（改编）。版权所有 2018 美国化学会。

使用硬件平均和摘要帧功能减少静态样本的采集时间

旋转光谱需要大量信号平均以扩展所采集信号的动态范围。通常，这种平均会导致采集时间较长，但所有泰克高性能/超高性能实时示波器上提供的专有技术使用采集板内置的硬件平均来加速数据采集。

通过“仅摘要帧”模式作为 Tek 示波器的标准功能，采集硬件对所有帧执行逐点平均，并提供具有扩展动态范围和改进信噪比的摘要帧。如果仅需要摘要帧数据，则可以通过减少需要从示波器采集板传输到示波器内部 PC 系统的数据量来节省大量时间。例如，您无需传输 1,000 个 Fame，而只需传输摘要帧，从而实现 1000:1 的数据缩减。

采集系统中的硬件平均提供了非常快速的计算，而“仅摘要帧”模式可显着减少采集系统内的数据，从而需要更少的时间将波形数据从采集板传输到示波器内的 PC 主板。这两个功能结合在一起，极大地提高了分析吞吐量。

减少平均时间并减少数据，可用于即时化学反应分析

与静态样本分析相比，研究人员分析化学反应的即时实验的演变对收集的数据量提出了更高的要求。泰克开发了“正交快速帧平均”模式来满足这一新要求。示波器创建一组平均帧，该平均帧取自多个帧集的采集，从而大大缩短了采集时间。平均完成后，剩下的就是平均帧集。同样，如果采集并平均了 1000 个帧集，则生成的平均帧集表示传输到示波器 PC 板时数据减少了 1000:1。

正交快速帧平均允许用户对多组帧进行高效的硬波平均，形成单个平均帧组。例如，每个第一帧与所有其他获取的“第一帧”一起逐点平均以产生“平均第一帧”。对所有其他帧重复此过程，产生代表每个顺序状态的高分辨率数据，每帧之间的间隙时间短至 6uS。

补偿数据的信号路径损耗和反射

获取光谱最纯和幅度最精确的数据集需要使用校正滤波器补偿获取的数据。Tek 提供了两种级别的解决方案来解决这种补偿问题。

使用 Tek AWG 和 Tek 实时示波器时，可以使用自动化程序来生成预失真滤波器。然后将该滤波器应用于原始 AWG 波形数据以产生“预失真”或“预补偿”波形。该补偿可自动校正 AWG 输出与示波器输入之间由系统元件（电缆、上/下转换器、天线等）引起的幅度和相位变化。由于该技术修改了 AWG 生成的信号，因此不会影响采集效率。

还有一种更强大的补偿工具可供使用，称为串行数据链路分析 (SDLA)。该工具生成一个滤波器，可以校正幅度和相位变化以及反射。SDLA 的输入是 S 参数数据（通常使用 VNA 生成），输出是 FIR 滤波器，每次使用示波器上的数学通道进行采集时，该滤波器都会自动应用于示波器数据。这可以应用于最终数据集，以尽量减少对采集效率的影响。

预补偿过程测量了 AWG 和连接的同轴电缆的幅度和相位响应，构建了一个滤波器来补偿该响应，然后对波形进行预失真，以使所得输出平坦。

相关产品：

MSO/DPO70000 系列示波器：查看您的真实信号

DPO70000SX ATI 高性能示波器：最高的信号完整性

AWG5200 任意波形发生器：噪音更少，信号更清晰