MeasureRead TM 155 开发人员问答，第 3 部分：设计“首创”和低噪声激励能力

      这个由三部分组成的问答以三位员工的见解为特色，他们在新的MeasureReady™ 155 I/V 源以及新的 XIP（发音为“zip”）平台（Lake Shore 的全新仪器平台）的设计中发挥了关键作用：

      Adam Porsch，该项目的技术项目负责人和嵌入式固件开发人员

      David Plaga，负责在 155 上实施 XIP 平台的首席工程师

      Dave Ghioldi，工业设计师和 XIP 用户体验设计师

      该乐器的设计在 Lake Shore 中有哪些首创？也就是说，以前的仪器（包括 121 型可编程直流电流源）没有哪些特性和功能？

      亚当：与 121 相比，155 是一种完全不同的乐器。121 只是一个电流源，它的电流输出是有限的和预定的。但 155 是真正的源，具有高分辨率和低噪声，同时能够以高达 100 kHz 的交流信号激励电路。另一个值得注意的主要变化是触摸屏。过去，我们使用 LCD 或真空荧光显示技术与触觉键盘相结合。移除触觉键是一种范式转变，但我们相信，通过对 UI/UX 设计的努力，客户会发现该工具比我们当前的平台更易于使用。最后，该仪器内置了 Wi-Fi 功能，可以连接到在用户移动设备上运行的移动应用程序。

      David P.：有许多第一，因为 155 及其平台对于 Lake Shore 来说都是全新的。我们正在使用全新的嵌入式处理器和全新的代码库。机箱也是新的。这使我们能够探索更新的技术，如 Wi-Fi、移动应用程序连接和触摸屏界面。我们在构建这个平台时学到的知识将用于未来的仪器。这将有助于创建在我们的产品线中也熟悉使用的可靠仪器。

      Dave G.：正如大卫所说，155 是一种全新的乐器。它也是我们新 XIP 平台的当前旗舰。它确立了 Lake Shore 的新设计语言，并通过我们新的 TiltView 触摸屏向用户呈现信息。

      激励信号越精确、越干净，最终测量就越好。设计能够产生超低噪声激励信号的源的过程是什么？

      亚当：结合我们从一开始就建议使用开关电源的事实，这是一个相当大的技术挑战。提出这一建议的原因有很多，包括客户和我们的 OEM 的易用性以及需要在盒子内消散的热量的减少。此外，因为仪器输出二者的DC和AC使用相同的电路，噪声倾向于容易受到冲击，由于为了实现AC功能所需要的更宽的带宽组件选择。该仪器是交流加直流电源，并且在大多数情况下比许多仅使用直流电的竞争对手保持更好的噪声性能这一事实是我们非常自豪的技术成就。

      David P. : 最初的设计更注重精度和易用性，而不是超低噪音。当我们开始验证我们的设计时，我们找到了改善本底噪声的方法。从电源轨开始，到电压参考，再到输出电路，我们找出了噪声源的来源，并尽可能地将噪声降至最低。一旦我们完成了所有工作并且可以为仪器提出本底噪声，我们发现我们比许多竞争对手都要好。一些竞争对手会使用外部滤波器来降低其源的本底噪声，但添加这些滤波器会降低输出带宽。155 的噪声规格没有任何外部滤波器，具有全带宽，即带宽为 100 kHz。

      155 还具有面向未来的架构。设计团队是如何着手构建一种能够随着用户测量需求的发展而不断增长的仪器的呢？

      亚当：从固件的角度来看，我们选择使用顶级微处理器和最大化内存，以确保该系列中的功能增长和数据处理/存储空间。此外，我们正在使用该平台的高级连接功能来允许未来的固件更新，类似于您的智能手机在您的操作系统或应用程序需要更新时通知您的方式。部分设计工作包括利用我们过去的经验，同时密切关注我们的产品路线图，为平台生成电气、机械和软件要求。虽然我们现在无法准确预测未来 10 年的所有仪器需求，但我们尝试将“开放/封闭原则”从软件世界应用到硬件设计。该原则指出，设计应该对扩展开放，对修改关闭。

      David P.：除此之外，我们新的微处理器架构和连接选项允许将固件更新直接下载到仪器中。这使我们能够向软件添加新功能和修复程序，以增强仪器的功能。对软件可重用性的关注也非常重要。如果我们在未来的仪器上开发新特性或功能，将新特性移植到系列中的其他仪器会容易得多。

      团队对 MeasureReady™ 系列还有什么设想？

      David P.：嗯，我刚刚提到了高级连接选项。由于这些选项，我们可以看到更多的仪器协同工作，共享仪器之间的相关数据。我们还希望能够轻松地将我们的源与市场上的不同仪表集成，以形成完整的源和测量解决方案。

      Dave G .：根据 David 所说的进一步，我认为我们应该提及 MeasureReady 哲学的全部内容，这将有助于解释我们的发展方向。借助 MeasureReady，我们的目标是将自成一体的仪器推向市场，这些仪器旨在轻松集成到测量系统中。这可以有多种方式。目前，我们正在密切关注积极研究的领域，以准备满足未来设备和系统的各种要求——无论是低功耗、低噪声还是其他一些要求——的表征工具。在短期内，我们将听取用户的反馈并考虑源乐器的自然演变，例如附加波形形状。