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数据采集卡在强磁场ISSP的应用

介绍

东京大学的固体物理研究所(ISSP)——国际MegaGauss科学实验室,试图在室内磁厂领域创造一个有史以来最高的新的世界纪录。为此,ISSP需要提高激励过程到亚纳秒级的测量精度,是通过安装Spectrum的数字化仪来实现的。这领域用来研究固态材料在超高磁场下的物理性质,研究新材料和控制它们的相位和功能。实验室的脉冲磁铁目前用非破坏性的方法可以产生高达87T,用破坏性的方法,可以产生100T760 T的磁场(目前世界纪录的最强的室内产生)。

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需求

   实验室的MegaGauss机器作为一个主要的设备需要得到优化,其中最重要的算是一系列的大电容(如图所示)的触发事件得同步。理想情况下,电容器都需要在10纳秒之内触发。

   因此,实验室必须检查每个电容器的触发信号,以确定它们的关键特性和时序关系。

   为了优化实验室的MegaGauss机器产生的磁场,大型电容器组的触发事件必须控制在10 ns内。为了实现这种高水平的精度,每个电容器的触发信号必须被检测,以确定其关键特性和时间关系,以确保每一次的MegaGauss物理参数的激励限制在几次/天。为了捕获和分析触发信号,ISSP要求10通道数字化仪系统完全同步,提供1GS / s采样。高采样率允许的触发脉冲的形状和频率内容展现出来,所有同步采样通道间的时间间隔维持在亚纳秒级精度。事实上,更复杂的是,MegaGauss设备产生的高磁,容易干扰的测量仪器。仪器设备都需要需要做好电磁屏蔽处理,测量系统需要在放在实验室操作,实验员调节和监控都在安全的实验室进行。因此,数字化仪系统必须能够在实验室的网络上远程操作和控制。

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解决方案

   解决方案是Spetrumdn6.221-12digitizerNETBOX系统,完美解决方案的先驱。本机符合所有必要的技术要求,提供12个同通道,每通道采样在1.25 GS / s800 ps时间分辨率)为单位。digitizerNETBOX模块兼容LXI,它们允许通过千兆以太网传输数据。digitizerNETBOX系统超过其他竞争对手,为他们提供了一个多通道采集的整套解决方案。用户可以选择他们想要的通道megagauss_4_trigger_signals.png数以及基本的规格,如采样率、分辨率和板载存储。该模块还配备了SBench 6-Pro软件,允许用户快速设置系统,并开始进行测量。Sbench6-Pro具有易于使用的图形用户界面,允许多通道波形显示、数据分析和文档功能。采集和要分析的信号可以存储和输出到其他设备中,另外还支持其他数据格式,如MATLABASCII格式,二进制和波形。

   实验室现在进一步优化MegaGauss设备的性能,他们预计到2017年底将能够产生世界上最高的室内磁场。