2025-09-18
技術應用
【Liquid】全功能混合訊號平台的顛峰之作 Moku:Delta 軟體定義量測與控制平台
Liquid Instrument電子報 – 2025.9
作者：麥家銘
全功能混合訊號平台的顛峰之作
Moku:Delta 軟體定義量測與控制平台
Liquid Instruments 推出最新一代旗艦機種 Moku:Delta，為高精度量測、信號處理與系統控制提供前所未有的彈性與效能。結合 8 路 2 GHz 類比輸入/輸出、32 路數位 I/O，以及高速 FPGA 資源，Moku:Delta 是一台可即時重構的「多儀器平台」，為現代實驗室與研發環境提供真正的 All-in-One 解決方案。
主要特色
- 8 通道高頻類比輸入與輸出：
- 類比輸入：8 路、5 GSa/s、14/20-bit 動態 ADC 雙路融合技術
- 類比輸出：8 路、10 GSa/s DAC，最大 ±5 V（<100 MHz）、±500 mV（高達 2 GHz）
- 全通道同步取樣，支援 AC/DC 耦合與 50 Ω / 1 MΩ 負載匹配
- 超低雜訊與高動態範圍：
- 輸入雜訊密度低於 10 nV/√Hz
- 全頻寬下 RMS 雜訊僅 500 μV，搭配 20-bit 低頻路徑，實現極致低雜訊表現
- 靈活輸入輸出介面與時序控制：
- 32 路雙向 DIO、TTL 觸發、GPS 同步、100 Gb/s QSFP 與 10 GbE 介面
- 內建 ±1 ppb 穩定度的參考時鐘，可與 10 MHz / 100 MHz / GPS 鎖定
- 多儀器同時運作（Multi-Instrument Mode）：
- 同時執行最多 8 個內建儀器，包括：Oscilloscope、Spectrum Analyzer、Lock-in Amplifier、Arbitrary Waveform Generator、PID Controller、FIR Filter Builder 等
- 儀器間可建構 80 Gb/s 的高速即時信號總線，支援分散或緊耦合處理流程
- 內建 1 TB SSD 與 Moku Cloud Compile 支援：
- 深記憶擷取與長時間資料記錄
- 使用 VHDL/Verilog 自訂 FPGA 加速演算法，實現應用導向之即時訊號處理
應用領域
- 量子光學與冷原子實驗
支援 GHz 級 lock-in demodulation、雷射鎖頻控制、精密相位與頻率量測
- 光學量測與干涉儀控制
具備 2 GHz 頻寬 phasemeter、PID、數位濾波器，可穩定控制高階光學平台
- 混合訊號 IC 測試與模擬
整合波形產生與量測功能，建構高頻輸入輸出環境並執行閉迴路控制驗證
- MIMO / Phased Array 雷達與通訊實驗
支援多通道同步波形輸出與回收，可進行陣列相位對齊與資料串流
- 自動化測試系統開發
支援 Python/MATLAB API，適合高度客製化量測序列與遠端控制架構
- 神經網路與機器學習邊緣推論實驗
內建可運行神經網路推論引擎，實現即時類比輸入到預測輸出的閉環運作
為何選擇Moku:Delta？
2 GHz 頻寬，高解析度示波器Moku
Delta 的混合演算法能夠自動智慧地混合由八個獨立 14 位 + 20 位 ADC 採集到的高/低速信號，全面提升低頻到贰 GHz 的雜訊性能。 利用這種專利混合技術，Moku：Delta 能夠在頻寬範圍內實現優異的雜訊性能表現。
全新設計的內部時鐘電路
提供出色的相位雜訊和穩定性
Moku：Delta 可同時多達四個時鐘源的混合，實現跨時間尺度的高精度相位、頻率與時間間隔測量。 系統將低相位雜訊的 VCXO 與 1 ppb 等級的 OCXO 智慧混合，以優化寬頻相位雜訊性能與頻率穩定性。 同時，使用者還可選配外部頻率參考與 GPS 馴服晶振，實現 Moku：Delta 與實驗室系統及全球時間基準的精準同步。
超過二十億種自定義儀器組合配置
實現卓絕可定製測試測量系統
Moku：Delta 是市面上頻寬高達 2 GHz 的靈活測試測量設備，其強大的 FPGA 為設備帶來了可重構性和可定製性。 使用 多儀器並行模式 在單一設備上創建自定義測試測量系統，並且可以通過 Moku 雲編譯 以最小的代價將自定義演算法部署到可程式設計 FPGA 上。
