LabOne® ソフトウェア

データ表示・解析

FFT 付きオシロスコープ

入力信号やトリガ信号のタイムドメイン解析および周波数ドメイン解析を行います。
解析対象の信号ソースは、ケーブルを繋ぎ変えることなく、内部スイッチで切換えることができます。

主な仕様

サンプリングレート：1.8 kSa/s ～ 60 MSa/s
信号ソース：信号入力 (電圧、電流) 、信号出力、トリガ入力、トリガ出力、補助 (AUX) 入力、補助 (AUX) 出力、内部発振器位相。復調器 R, Θ, X, Y は、要 MF-DIG オプション
トレース長：16 kSa*　　*5.0 MSa メモリにアップグレード可能（MF-DIG オプション）
分解能：16 bit
トリガソース：信号入力（電圧、電流）、トリガ入力、トリガ出力、補助 (AUX) 入力、補助 (AUX) 出力。復調器 R, Θ, X, Y は、要 MF-DIG オプション
周波数ドメイン：サンプリングレート / 2 のフルバンド FFT
MF-DIG デジタイザオプションにより、マルチトレース表示（V, I 入力同時表示など）
カーソル演算：カーソル点座標値、平均、標準偏差、最小、最大、ピーク、ヒストグラム

数値表示（Numeric タブ）

数値タブは、数値として連続的にストリーミングされるすべての測定データへのアクセス・表示を行います。表示配置は、表示するデータの選択と、表示タイルの再配置の両方によって構成できます。
ツリーセレクタを使用すると、表示させたい信号のボックスをチェックすることにより、階層構造でストリーミングされた測定データにアクセスし表示できます。
この教示タイルは、ドラッグアンドドロップにより配置を変更できます。

数値表示（Numeric タブ）

主な仕様

表示データ：復調出力データ (R, Θ, X, Y ) 、周波数、その他のストリームデータ
（例：AUX 入力、AUX 出力、PID エラー等)、インピーダンスパラメータ（要 MF-IA オプション）

Tree

プロッタ

継続的にストリーミングされるさまざまな測定データを、経時的トレースとして表示します（ロールモード）。

主な特長

復調器データ、補助入力、補助出力などのストリーミングされたデータの時間変化をプロットします。
プロッタは、ロールモードの時間領域データのグラフィカル表示として機能します。
トリガせずに連続的に表示されます。

柔軟な軸スケーリングのための垂直軸グループ化
復調器データ R、Θ値および X, Y 値トレース極座標およびデカルト座標データ形式
データ分析のためのヒストグラムおよび数学機能
データ分析用の４つのカーソル
入力スケーリングと入力ユニットのサポート

プロッタは、復調されたデータおよびその他のストリーミングデータの進化を継続的に監視するために使用できます。
数値タブと同様に、R, Θ, X, Y, 頻度など、連続的にストリーミングされる数量を表示できます。
[Control] サブタブのプリセットを使用するか、ツリーを調べてツリー構造で目的の信号を選択することにより、新しい信号を追加できます。
垂直軸と水平軸は、Lin, Log, または dB スケールで表示できます。

データ取得 (DAQ) モジュール

継続的にストリーミングされるすべてのデータサンプルおよびタイムドメイン表示に複雑なトリガ機能を提供します。
[データ収集] タブには、トリガイベント発生時のショット単位およびイメージングデータセットの表示と記録機能があります。
データ収集ツールは、FFT 機能を備えたスコープのトリガ機能を復調器信号およびその他のストリーミングデータに提供します。
ユーザーは、時間および周波数ドメインでさまざまな異なるトリガおよび表示オプションから選択できます。
[制御]サブタブを使用して、時間領域と周波数領域の両方で測定する信号を構成します。
「垂直軸グループ」と呼ばれるセクションで説明されているように、測定信号を垂直軸グループセクションに追加できます。
時間領域と周波数領域のデータごとに１つの垂直軸グループがあります。

トリガ条件は、[設定] サブタブで構成されます。
ここで提供されるトリガタイプの選択の中で、エッジとパルスは、復調器データ、補助電圧、または発振器周波数などのアナログトリガソースに適用できます。
トリガ時間の分解能は、補間を使用することにより、アナログデータのサンプリングレートよりも向上します。
トリガレベルを手動で設定する代わりに、FIND をクリックして LabOne にデータストリームを分析して値を見つけさせることができます。
ノイズの多いトリガソースの場合、帯域幅とヒステリシスの両方の設定は、誤ったトリガイベントの防止に役立ちます。
帯域幅設定は、トリガソースに適用される構成可能なローパスフィルターを提供します。
この機能を有効にするときは、トリガされる信号機能、つまり信号エッジまたはパルスを解決するのに十分な帯域幅を選択してください。
帯域幅の設定は、記録されたデータには影響しません。

スペクトラムアナライザ

連続的にストリーミングされるすべての測定データに FFT 機能を提供します。

高速で高解像度の FFT スペクトラムアナライザ

信号：復調データ (X + iY, R, Θ, fおよび dΘ/ dt / (2π) )、PID, Boxcar, 補助入力など
中心周波数、周波数分解能、周波数スパンを設定可
自動帯域幅設定機能
ウォーターフォール表示
FFT 窓関数を４種から選択
さまざまなタイプの平均化による連続的およびブロック単位のデータ収集
詳細なノイズパワー分析
入力スケーリングと入力ユニットのサポート
信号解析のための数学ツールボックス

スペクトラムアナライザ

Spectrum Analyzer は、複素復調器データサンプル X + iY (i は虚数単位) で高速フーリエ変換 (FFT) を実行することにより、すべての復調器データのスペクトル解析を可能にします。
この FFT の結果は、復調周波数を中心としたスペクトルになりますが、FFT を生の入力データに直接適用すると、ゼロ周波数を中心としたスペクトルが生成されます。
FFT の手法は、[Scope] タブの [周波数ドメイン] 操作と同などですが、2つの主な違いは、Spectrum Analyzer ツールがはるかに長い時間データを取得できるため、復調周波数付近で非常に高い周波数分解能を実現できることです。
デフォルトでは、スペクトルはゼロを中心に表示されます。
ただし、復調周波数だけ周波数軸をシフトすると便利な場合があります。
そのために、信号入力の絶対周波数で水平軸の周波数を表示することもできます。
これは、[Control] サブタブで [Absolute Frequency] を有効にすることで実行できます。
デフォルトでは、表示セクションには、スペクトルのラインプロットと、最後に取得したいくつかのスペクトルのカラーウォーターフォールプロットが含まれています。
ウォーターフォールプロットを使用すると、時間の経過に伴うスペクトルの変化を簡単に確認できます。
表示レイアウトとカラープロットの行数は、[Settings] サブタブで構成できます。

[Spectrum] タブに表示されるデータは、次数と帯域幅により定義されたローパスフィルターを通過したものです。
エイリアスによる測定誤差を防ぐため、周波数スパン（復調器のサンプリングレートになどしい）は、フィルター帯域幅の 5〜10 倍になるように注意する必要があります。
[自動帯域幅] ボタン A は、フィルター設定に合うようにサンプリングレートを調整します。

自動測定・自動制御

パラメータスイーパ

パラメータスイーパを使用すると、定義した範囲を、設定したスキャンステップ数で、線形的または対数的に機器パラメータを自動スキャンします。
これにより、パラメータスイープ測定を自動化できます。さらに重要なことは、周波数依存性の記録だけでなく、バイアス電圧やテスト信号振幅などの掃引も簡単に自動化できることです。
さまざまなアプリケーションモードにより、ユーザーは最適な設定で測定し、面倒な手動調整なしで最小の測定時間で最も正確な結果を得ることができます。

スイープパラメータ：周波数、位相シフト、出力振幅、信号オフセットなど
周波数応答アナライザ（ボード線図）
アプリケーションモード：FRA、ノイズ、3- オメガなど
正規化、自動帯域幅設定、平均化、標準偏差
Q 値測定

PID / PLL制御

入出力・測定条件設定

入出力・復調器設定（Lock-in タブ）

ロックインタブは機器のメインコントロールセンタであり、起動後にデフォルトで開きます。
[Lock-in] タブのデフォルトビューは、パラメータテーブルビューです。
[All] というラベルの付いたサイドタブからアクセスでき、機器内のすべての復調器を制御できます。
さらに、個々の復調器ごとに機能ブロック図が用意されています。
対応する復調器番号のラベルが付いたサイドタブからアクセスできます。

パラメータテーブル

パラメーターテーブル（図4.9を参照）は、信号入力、発振器、復調器、信号出力の４つのセクションで構成されています。
復調器セクションは２つの行で構成され、上の行はデュアル位相復調器のすべての設定へのアクセスを提供し、２番目の行は外部リファレンスに使用される PL Lの位相検出器を表します。
ユーザーはフィルタ設定を取得および変更できますが、データサーバーにデータを転送することはできません。

パラメータテーブル

[Signal Inputs] セクションでは、入力カップリング、信号レンジなど、入力された信号に固有のすべての関連設定を定義できます。
位相調整やトリガ機能などの利用可能なオプションの一部はデフォルトで折りたたまれています。
これらのコントロールを展開するには、「+」アイコンをマウスで１回クリックします。
[Lock-in] タブの右サイドの [Signal Outputs] セクションでは、出力信号の振幅、オフセット、レンジを定義できます。
Range フィールドの下の Scaling フィールドを使用して、たとえば外部アンプのゲインを考慮して、Signal Input データを乗算できます。
外部入力信号に10V / A のトランスインピーダンスゲインが適用されている場合、スケーリングフィールドを 0.1 に設定し、単位フィールドを A に設定して、ユーザーインターフェース全体で実際の電流測定値を表示できます。
[Scaling] フィールドの下には、AC / DC ボタンと 50Ω / 10MΩ があります。
AC / DC ボタンは結合タイプを設定します。AC 結合には、増幅中の入力信号の飽和を防ぐために大きな DC 信号成分をブロックするために使用できるハイパスカットオフ周波数があります。
50Ω / 10MΩ ボタンは、入力インピーダンスを低（50Ω）と高（約 10MΩ）入力インピーダンスの間で切り替えます。
*信号入力は Float に設定できます。これは、BNC コネクタシールドが機器のグランドに接続されなくなったことを意味します。
この設定は、電流入力と電圧入力の両方に影響します。
接続前にテストデバイスを放電するか、信号源が接地モードで信号入力に接続された後にのみこの設定を有効にすることをお勧めします。

[Oscillator] セクションは、内部オシレータの周波数を示します。
モードインジケータが [Manual] と表示されている場合、ユーザーはフィールドに周波数値を入力して手動で定義したオシレータ周波数を定義できます。
発振器が外部ソースを参照している場合、モードインジケータには ExtRef が表示され、周波数フィールドは読み取り専用に設定されます。
外部リファレンスには、内部発振器への周波数マッピングを行う PLL が必要です。
ロックが成功すると、周波数フィールドの隣に緑色のライトが表示されます。

ブロックダイヤグラム

ブロックダイヤグラムビューは、「グラフィックロックインタブ」とも呼ばれます。
[ロックイン]タブのインデックス付きサイドタブのセットを使用して、各復調器のブロック図にアクセスできます。
ブロック図は完全に機能しており、ユーザーに機器の内部で何が起こっているかを視覚的にフィードバックします。
前のセクションで詳しく説明したパラメーターテーブルで使用可能なすべての制御要素も、グラフィック表示にあります。

ブロックダイヤグラム

ブロック図は、内部発振器を基準として使用する場合の機器を通る信号経路を示しています。
信号入力とリファレンス / 内部周波数が左側に表示されます。
実際の復調、つまりミキシングとローパスフィルタリングは、タブの中央に表示されます。
ユーザーは右下で信号出力パラメーターを設定できます。
右上には、デジタル手段（PC データ転送）またはアナログ手段（補助出力 1〜4）による測定データの出力に関連する設定があります。
図4.12 のブロック図は、外部リファレンスを使用した場合の機器を通る信号経路を示しています。
左側に信号入力、ミキサーとローパスフィルタによる復調のコア、および外部基準がタブの中央にあり、信号出力、補助出力、データ転送が説明されています。
PC へのスケッチは右側にあります。

AM / FM 変調出力設定

MOD タブでは、振幅変調および周波数変調ユニットの設定にアクセスできます。
このタブは、MF-MOD AM / FM変調オプションがインストールされている場合にのみ使用できます。
また、MF-MOD AM / FM 変調オプションには、MF-MD マルチ復調器オプションが必要です。

特長

位相は、発振器周波数とその倍数をコヒーレントに加算および減算します
AM および FM 復調の制御
AM および狭帯域FM生成の制御
高次の搬送周波数と側波帯の直接分析

変調ユニットは、複数の周波数を含む実験用に設計されています。
そのような実験の多くについて、関連するスペクトルの典型的な例は、１つの搬送波と、AM 変調周波数によって搬送波から分離された２つの側波帯を持つ振幅変調（AM）信号です。
別の例では、周波数変調（FM）で、キャリアの左右に複数の側波帯が現れる場合があります。
AM と FM の両方の側波帯の相対的な振幅は、多くの場合変調指数で表される変調深度に依存します。
そのような信号を分析する古典的なアプローチは（特にアナログ機器のみが利用可能な場合）、タンデム復調と呼ばれる構成を使用することです。
これは、本質的にロックインアンプのシリアルカスケードです。最初のデバイスは、搬送周波数を基準とし、同相成分を出力します。これは、その後、さまざまな側波帯成分を抽出するために、後続のロックイン増幅器に送られます。
このスキームにはいくつかの欠点があります。

キャリアに合わせて調整された最初のロックインの直交成分は、
基準位相を調整することにより連続的にゼロ化する必要があります。
そうしないと、通常、SNR の低下につながる分析のために、信号電力の重大な部分が失われます。
信号が機器に出入りするたびに、SNR は小さくなります（機器の入力ノイズなどにより）。
複数のこのようなステップは、信号品質を大幅に低下させる可能性があります。
AM / FM 変調オプションでは、発振器周波数の線形結合を生成し、これらの組み合わせを復調基準として使用する機能を提供することにより克服されます。
MOD ユニットは復調器 1、2、および 3 にリンクされています。
最大３つの発振器を使用でき、ExtRefまたはPLLを使用して外部ソースを参照することもできます。

補助 (AUX) 出力設定

補助 (AUX) タブは、主に補助入力および出力のモニタおよび制御として機能します。

特長

補助入力コネクタの信号レベルを監視する
補助出力コネクタの信号レベルを監視する
補助出力信号ソース：復調器と手動設定
補助出力値のオフセットとスケーリングを定義する
補助出力範囲の制限を制御する