ボックスカーアベレージャ・オプション

UHF-BOXオプションは、UHFLI ロックインアンプに2つの独立した600 MHzボックスカーアベレージャ・ユニットを追加し、非正弦波形を使用するアプリケーションの測定速度とS/N比を向上させます。デジタイザやオシロスコープの測定とは異なり、ボックスカー・アベレージャの測定結果は、デジタル・ドメインと、任意に設定可能なオフセットおよびスケーリング係数を持つアナログ信号として出力できます。

ボックスカー測定は、 LabOne^®のユーザー・インターフェースにより簡単に設定できます。周期波形アナライザ（PWA）は、ノイズを抑制し、目的の特徴を強調するために平均化された波形の1周期を表示します。ボックスカーウィンドウは、PWAカーソルを波形の関連部分に配置することでグラフィカルに設定できます。第2の平均化ウィンドウを設定することで、ベースラインの変動を低減し、差分測定を可能にします。測定速度とSN比の最適なトレードオフを実現するため、測定結果は連続して1～100万回平均することができます。

ロックインとボックスカー

ロックイン アンプは、正弦波信号の解析や周波数スペクトルの特定成分の抽出に理想的ですが、ボックスカーアベレージャは、低デューティサイクルの信号に適したツールです(図参照)。パルス実験で得られる典型的な入力信号は、パルス幅Tp、パルスの繰り返し周期Trep、デューティサイクルdで表すことができます。ボックスカーアベレージャでは、入力信号に、パルス幅TBoxを持つ矩形パルス列としても知られるボックスカー関数を乗算することにより、ボックスカー・ウィンドウの外側のノイズを除去するこごができます(図c参照)。ボックスカーゲートの内側の信号を積分して、N周期にわたって平均化された1周期あたりの値を得ることが出来ます。

低デューティサイクル信号からのデータ抽出には、基本周波数に加え同時に多くの高次高調波からの情報が必要です。この高い周波数の情報を捕捉するために、ボックスカーアベレージャはベース周波数の何倍もの信号入力帯域幅を必要になります。そのため、ボックスカー測定のセットアップでは、ロックイン測定に比べてより多くのパラメータを注意深く調整する必要があります。その結果、測定時間が短縮され、SN比が向上します。これは、イメージングなどの分野で大きな効果を発揮します。すなわちロックイン測定とボックスカー測定は、周期信号を分析するための補完的なツールといえます。