飞时科技推出MF-BOX Boxcar平均器选件，MFLI锁相放大器的升级选件

MF-BOX Boxcar平均器选件

简介：

MF-BOX选件 为 MFLI锁相放大器 增加了一个 500kHz/5MHz 的 boxcar 平均器单元，可提升使用非正弦波形应用中的测量速度和信噪比（SNR）。与使用数字化仪或示波器不同，boxcar平均器的测量结果在数字域中连续传输，并以模拟信号形式输出，且支持用户自定义偏移和缩放因子。

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产品简介

MF-BOX选件为MFLI锁相放大器增加了一个500kHz/5MHz的boxcar平均器单元，可提升使用非正弦波形应用中的测量速度和信噪比（SNR）。与使用数字化仪或示波器不同，boxcar平均器的测量结果在数字域中连续传输，并以模拟信号形式输出，且支持用户自定义偏移和缩放因子。

借助LabOne®用户界面，boxcar测量的设置非常简单：通过直接在示波器或扫描仪界面上观察输入信号，即可设定boxcar平均器的选通起始点和宽度。还可设置第二个基线窗口，以减少基线波动并支持差分测量。为了在测量速度和信噪比之间实现最佳平衡，结果可对连续周期进行平均，平均次数范围为1至100万次。

主要特点

─ 1个boxcar平均单元

─ 输入可选电压或电流信号

─ 最高支持500kHz/5MHz重复频率

─ 零采集死区时间

─ 基线抑制与差分测量功能

─ 最大平均周期数可达100万次

锁相放大器 vs boxcar平均器

锁相放大器非常适合分析正弦信号以及提取频谱中的特定分量，而boxcar平均器则是处理低占空比信号的首选工具（如图所示）。典型的脉冲实验输入信号具有脉冲宽度 Tp、脉冲重复周期 Trep 和占空比 d。在boxcar平均过程中，输入信号与一个boxcar函数（也称为矩形脉冲序列，其脉冲宽度为 TBox）相乘。通过这种方式，boxcar窗口外的噪声成分被抑制（见图 c）。在boxcar选通门内，信号经积分后每个周期产生一个单一数值，之后再对 N 个周期进行平均。

从低占空比信号中提取数据需要同时获取基频以及多次谐波的信息。为捕捉这些额外信息，boxcar平均器的信号输入带宽需要远大于基频，因此与锁相测量相比，设置boxcar测量需要更仔细地控制更多参数。不过，其回报通常体现在更短的测量时间和更高的信噪比上，这在成像等领域能带来显著差异。因此，锁相测量与boxcar测量是分析周期性信号的互补工具。

应用领域

─ 脉冲激光光谱学：泵浦-探测、太赫兹时域光谱、超快光谱学

─ 异步光学采样（ASOPS）、双光梳光谱学

─ 电学泵浦-探测实验

─ 脉冲雷达

─ 荧光衰减分析

─ 飞行时间质谱

─ 超导体磁场穿透深度测量

─ 工业生产应用：失效分析、激光电压探测与成像、模式识别

产品亮点

基线抑制与差分测量

仅使用boxcar窗口进行测量会包含频谱中的直流分量，这使得测量结果容易受到测量过程中直流漂移的影响。引入一个相对于常规boxcar窗口偏移用户自定义量的参考窗口，并将其与主boxcar选通门的信号相减，即可消除这一直流分量。处理后，数据将不再受直流漂移伪影的影响，并随时间保持更高的稳定性。

参考窗口还可用于差分测量。例如，在泵浦-探测实验中，诱导待测效应的泵浦脉冲仅每隔一个探测脉冲出现一次。通过锁定泵浦周期，用户可以在同一周期内同时显示泵浦脉冲和探测脉冲（如图所示）。这样，就可以使用boxcar窗口测量泵浦与探测的复合信号，而使用参考窗口仅测量探测信号。在图中，绿色迹线表示仅使用boxcar窗口测量的结果——一个经过正弦调制的脉冲序列；红色迹线表示boxcar窗口与参考窗口的差值。泵浦引入的系统性偏移被消除，部分噪声成分也得到抑制，从而显著提高了信噪比和测量精度。

调制脉冲的测量

当低占空比信号受到额外调制时，boxcar平均单元可以将boxcar信号直接路由到其中一个锁相解调器的输入端。这一过程无需离开数字域，因此能够在极短时间内以高数值精度提取出最佳信噪比。典型应用包括脉冲激光源的附加幅度调制（如图所示）或泵浦-探测实验中的周期性延迟变化。

规格参数

boxcar平均单元数量	1 个
boxcar输入	电压输入或电流输入
输入采样	18 位，60 Ma/s
信号输入带宽	DC - 500 kHz / 5MHz
信号输入噪声	2.5 nV/√Hz（100 Hz 以上）
重复频率	外部触发：1 Hz 至 500 kHz / 5 MHz 内部触发：1 mHz 至 500 kHz / 5 MHz
boxcar窗口宽度	17 ns 至 17.5 ms（取决于重复频率）
高级操作模式	基线抑制全差分测量
boxcar窗口延迟	360° 全范围可调
boxcar平均长度	1 至 1M 个周期