文章设计一种应用于金刚石氮空位(nitrogen-vacancy,NV)系综量子实验的数字锁相放大器。为实现高速模拟与数字信号的采样、输出以及软硬件协同与同步处理能力,设计采用ZYNQ-7010芯片作为核心器件,基于现场可编程门阵列(field programmab...文章设计一种应用于金刚石氮空位(nitrogen-vacancy,NV)系综量子实验的数字锁相放大器。为实现高速模拟与数字信号的采样、输出以及软硬件协同与同步处理能力,设计采用ZYNQ-7010芯片作为核心器件,基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)与精简指令集计算机(reduced instruction set computer,RISC)微处理器(advanced RISC machines,ARM)内核的基本架构,同时搭载双路高采样率的模数转换器(analog to digital converter,ADC)和数模转换器(digital to analog converter,DAC)。整套系统可以同时进行多路锁相放大处理,输入模拟噪声低至1 nV/Hz 1/2,采样率高达125 MS/s,数据传输带宽可达800 Mib/s,具有集成化程度高、易操控、锁相准确性较高等特点。该设计成功应用在NV系综实验平台上,光探测磁共振(optically detected magnetic resonance,ODMR)实验及后续计算结果表明,使用文中锁相放大器的磁强计灵敏度可以达到1.23 nT/Hz 1/2。展开更多
文摘文章设计一种应用于金刚石氮空位(nitrogen-vacancy,NV)系综量子实验的数字锁相放大器。为实现高速模拟与数字信号的采样、输出以及软硬件协同与同步处理能力,设计采用ZYNQ-7010芯片作为核心器件,基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)与精简指令集计算机(reduced instruction set computer,RISC)微处理器(advanced RISC machines,ARM)内核的基本架构,同时搭载双路高采样率的模数转换器(analog to digital converter,ADC)和数模转换器(digital to analog converter,DAC)。整套系统可以同时进行多路锁相放大处理,输入模拟噪声低至1 nV/Hz 1/2,采样率高达125 MS/s,数据传输带宽可达800 Mib/s,具有集成化程度高、易操控、锁相准确性较高等特点。该设计成功应用在NV系综实验平台上,光探测磁共振(optically detected magnetic resonance,ODMR)实验及后续计算结果表明,使用文中锁相放大器的磁强计灵敏度可以达到1.23 nT/Hz 1/2。
