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高质量信号采集，信号保真度高
转动光谱能够准确识别气体混合物中的组成分子，并能在试验室内进行即时化学反应研究。该应用面临的挑战之一是采集系统需要很宽的动态范围，这是因为光谱线的振幅范围非常广。研究人员利用平均法来扩展示波器的动态范围，这就对示波器提出了性能要求，要求示波器在尽可能短的时间内执行数十万到数百万次采集。
人们不断创造新技术来扩展微波光谱学的应用。如今，研究人员正专注于进行即时化学反应分析。泰克正通过独有的功能助力实现这一全新工作流程。
微波和毫米波信号的直接采集
转动光谱涉及以下方面：发射微波或毫米波线性调频脉冲穿过气体样本，利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数据，最后是将采集的数据与特定分子的理论光谱成分进行模式匹配，以确定气体样本的实际含量。泰克提供可直接采集高达 70GHz 信号的实时示波器。有了这些仪器，无需再使用增频/降频变频器，因而可以减少信号路径中一个潜在的误差元素和噪声源。
在光谱仪的精细时间分辨率模式下获得的 CH2CHCN 在 t = 0 时经过光解离后，HCN、HNC 和 HCCCN 的 CP-FTmmW 信号随时间的变化。经许可转载（改编）自《物理化学快报》上发表的“Time-Resolved Kinetic Chirped- Pulse Rotational Spectroscopy in a Room-Temperature Flow Reactor”。美国化学学会 2018 年版权所有。
当“采集模式”设置为“采样”时，FastFrame™ 和相应的“摘要帧”均被启用，其中“摘要帧”包含的波形是所采集“帧集”中所有帧的平均值。在此配置中，将从第 1 帧到第 N 帧进行水平平均计算，从而在“帧集”末尾产生一个“摘要帧”。
使用硬件平均法和汇总帧功能减少静态样本的采集时间
转动光谱需要大量计算信号平均值来扩展采集信号的动态范围。通常情况下，这种平均法会导致采集时间过长，然而，泰克的所有高性能/超高性能实时示波器均采用专有技术，可利用采集板内置的硬件平均值计算来加快数据采集速度。
随着“仅汇总帧”模式成为泰克示波器的一项标准功能，采集硬件对所有帧进行逐点平均值计算，并提供具有扩展动态范围且信噪比经过改善的汇总帧。如果只需要汇总帧数据，则减少了从示波器采集板传输到示波器内部 PC 系统的数据量，从而节省了大量时间。例如，您不需要传输 1000 个帧，而只需要传输汇总帧，这样数据缩减率高达 1000:1。
缩短了即时化学反应分析的平均计算时间和数据简化时间
与静态样本分析相比，即时实验（研究人员通过实验来分析化学反应）的发展对数据收集量提出了更高的要求。泰克开发了“正交 FastFrame 平均”模式来应对这一要求。示波器创建了一组平均帧，这些帧是从多组帧的采集中获得的，大大缩短了采集时间。完成平均值计算后，只会留下“平均帧集”。同样，如果采集了 1000 组帧并求取了平均值，得到的平均帧集表示传输到示波器 PC 板的数据缩减率为 1000:1。
正交 FastFrame 平均法适用于采集可重复的多步过程，在这些过程中，需要通过平均来获得更高的信噪比。
正交 FastFrame 平均法允许用户对多组帧进行高效的硬件平均值计算，将其转换为单组平均帧集。例如，将每个第一帧与获取的所有其他“第一帧”进行逐点平均计算，从而产生“平均第一帧”。对所有其他帧重复这一过程，产生代表每个连续状态的高分辨率数据，每个帧之间的间隔时间短至 33 ns。
预补偿过程测量了 AWG 和所连接的同轴电缆的振幅和相位响应，构建了一个滤波器来补偿这种响应，然后使波形预失真，从而让输出结果变得平坦。
对数据进行信号路径损耗和反射补偿
要采集光谱最纯净和振幅最精确的数据集，需要通过校正滤波器补偿采集的数据。泰克提供两种级别的解决方案来解决此补偿问题。
使用泰克 AWG 和泰克实时示波器时，可使用自动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，可产生“预失真”或“预补偿”波形。这种补偿可自动校正 AWG 输出和示波器输入之间由系统元件（电缆、增频/降频变频器、天线等）引起的振幅和相位变化。由于该技术修改了 AWG 产生的信号，因此对采集效率没有影响。
还有更强大的补偿工具可供使用，包括用于 7 系列 DPO 的 SIM（信号完整性建模），以及用于 DPO70000 的 SDLA（串行链路数据分析）。这些工具生成的滤波器可用于校正振幅和相位变化以及反射。这些工具的输入数据是 S 参数（通常使用矢量网络分析仪生成），输出是 FIR 滤波器，它可通过示波器上的数学通道自动应用于每次采集的示波器数据。这适用于最终数据集，以尽量减少对采集效率的影响。
