研发实验室

面向突破性研究的科研级仪器

概览

面向高校研究、国家实验室和企业研发中心的高性能测试测量设备,以精度和灵活性支持前沿研究。

行业挑战

1

突破测量边界与精度要求

2

定制化测量配置

3

多域同步测量

4

数据采集与分析

5

科研预算优化

标准与规范

标准说明备注
IEC 61010-1测量与实验室设备安全实验室电气安全通用要求
ISO/IEC 17025检测与校准实验室能力测量溯源与不确定度管理要求
IEEE 488.2GPIB 通用接口仪器通信与控制规范
LXILAN eXtensions for Instrumentation基于以太网的仪器互联规范
SCPI可编程仪器标准命令跨厂商仪器控制命令集

核心原理

采样定理与带宽

奈奎斯特采样: f_s ≥ 2 · f_max 实际测量需考虑抗混叠滤波与过采样以提升波形保真度。

信噪比与动态范围

信噪比: SNR = 20·log₁₀(V_signal / V_noise) 动态范围受噪声底与量化误差共同影响。

有效位数(ENOB)

ENOB 由 SNR 估算: ENOB ≈ (SNR_dB - 1.76) / 6.02 用于评估采样系统的有效精度。

时间/频率域对偶

FFT 分辨率: Δf = 1 / T_window 窗口长度越长,频率分辨率越高,但时域分辨率下降。

量子测量与投影噪声

对 N 次独立量子测量的统计不确定度: σ ∝ 1 / √N 量子投影噪声(Shot Noise)限制了测量精度,提升 SNR 常依赖平均与重复采样。

光电探测响应度

光电探测器输出电流: I = R · P R 为响应度(A/W),P 为入射光功率(W),用于评估灵敏度与量程。

微波腔品质因数

品质因数: Q = f_0 / Δf f_0 为谐振频率,Δf 为 3 dB 带宽。Q 越高,腔体储能损耗越低。

超导关键参数

超导临界参数: T_c(临界温度)、I_c(临界电流)、B_c(临界磁场) 满足 T < T_c、I < I_c、B < B_c 才能维持超导态。

热噪声底(kTB)

热噪声功率: N = k · T · B 换算为 dBm: N(dBm) ≈ -174 dBm/Hz + 10·log₁₀(B) + NF NF 为噪声系数(dB),用于估计最小可测信号。

平均与噪声降低

重复测量平均可降低随机噪声: V_noise,rms ∝ 1 / √N 等效 SNR 提升: ΔSNR(dB) = 10·log₁₀(N) N 为平均次数。

测量不确定度合成

对独立不确定度分量: u_c = √(Σ (c_i · u_i)²) c_i 为灵敏度系数,u_i 为各分量标准不确定度。

典型测试任务

高精度测量

  • 噪声底评估测量仪器本底与系统噪声
  • 标定与溯源校准链路与不确定度评估
  • 长期漂移稳定性与重复性测试

多域同步

  • 时钟同步触发与时间基准一致性
  • 多仪器关联电/光/射频同步采集
  • 时间戳对齐多通道时间偏差校正

高速采集

  • 带宽验证采样带宽与响应评估
  • 波形保真上升时间与失真分析
  • FFT 频谱频域噪声与杂散评估

推荐配置

高带宽示波器

  • 高带宽与高采样率
  • 低本底噪声与高动态范围
  • 多通道同步
查看示波器

信号分析与发生系统

  • 高相位噪声性能
  • 灵活波形合成
  • 频域与时域联合分析
查看信号分析仪

精密测量/SMU

  • 低电流/高电压量程
  • 温控与多通道扫描
  • 自动化脚本支持
查看 SMU

配件

  • 高稳定参考源与时钟分配
  • 低噪声电缆与屏蔽附件
  • 温控与真空接口(如需)

软件

  • 自动化采集与控制脚本
  • 频谱与统计分析工具
  • 数据管理与报告模板

我们的服务

测量方案设计

基于课题目标制定测量流程

系统集成

多仪器联调与同步架构设计

校准与溯源

校准链路规划与不确定度评估

数据分析支持

高维数据处理与可视化

科研级测量与系统集成经验多品牌支持:是德 / R&S / 泰克支持租赁与二手方案

关键应用

量子计算研究
先进材料表征
高能物理
光子学与光电
射频与微波研究

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