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SPQ 是普源精电面向复杂物理实验的阵列测控解决方案，由设备平台、业务模块与同步触发模块模块化组合，可快速搭建 100 通道、1000 通道的微波控制与测量系统。系统为全数字化结构，发射通道最高采样率 10 GSa/s（第二奈奎斯特区直接产生射频控制信号），接收通道最高 5 GSa/s，输出与输入频率范围均为 0.1 GHz~9.8 GHz。单台 4U 19 英寸设备即可实现 128 个测控通道，通道间相位稳定性优于 ±5 ps；指令集软件支持 FPGA 动态编程，指令集模式下反馈时间最低 280 ns。支持 PXIe-PCIe 转接与远距离光纤跳接，CPU 与测控设备通信延迟<25>6.6 GB/s。
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SPQ 128通道阵列测控系统 10GSa/s发射 5GSa/s接收 280ns反馈时延|普源精电 (在产)
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系统与解决方案
普源精电 · RIGOL
SPQ 阵列测控系统
4U 19 英寸单机 128 测控通道 · 发射通道最高采样率 10 GSa/s（第二奈奎斯特区直出射频）· 接收通道最高 5 GSa/s · 指令集模式反馈时间最低 280 ns · 通道间相位稳定性优于 ±5 ps · 支持 PXIe-PCIe 转接与远距离光纤跳接 · 长期工作噪音约 60 dB
产品简介
SPQ 阵列测控解决方案专为复杂物理实验设计，系统采用模块化方案，分为设备平台、业务模块与同步触发模块三部分。用户可依据实验需求灵活配置业务模块，也可逐步升级扩容——系统设计目标是可以快速搭建 100 通道、1000 通道的微波控制与测量系统。
采样率与信号体制是这套系统的分水岭：设备发射通道最高采样率 10 GSa/s，利用第二奈奎斯特区直接产生射频控制信号；接收通道最高采样率达 5 GSa/s。系统为全数字化结构，相比传统混频体制无需复杂 IQ 调校，而是直接数字合成，产生更低噪声的测控信号。
集成度与同步能力决定了它能做多大规模的实验：单台 4U 19 英寸设备即可实现 128 个测控通道；系统支持多设备间高稳定同步工作，仅需简单配置即可实现对应数千测控通道同步工作，通道间相位稳定性优于 ±5 ps。系统配备指令集软件，可在 FPGA 中动态编程，指令集模式下反馈时间最低可达 280 ns，可用于快速主动复位。支持 PXIe-PCIe 转接，由服务器 PCIe 直接控制业务板卡，并支持远距离光纤跳接与低延迟、高带宽 DMA 传输。
官方定位：面向大规模阵列测控的模块化数字化测控平台，用统一的设备平台 + 业务模块 + 时钟同步模块组合，覆盖从 8 比特小规模验证到数千通道实际系统的部署需求。
核心参数
• 系统构成：设备平台（机箱 / 控制器 / 远程控制器）+ 业务模块 + 时钟同步模块，模块化可配置扩容
• 单机通道数：4U 19 英寸单台实现 128 个测控通道；19 英寸 16U 可集成 500+ 路
• 发射通道采样率：最高 10 GSa/s（DAC 14 bit，第二奈奎斯特区直接产生射频控制信号）
• 接收通道采样率：最高 5 GSa/s（ADC 14 bit）
• 输出／输入频率范围：0.1 GHz ~ 9.8 GHz，50 Ohm
• 反馈时延：模块内 < 280 ns；机箱内 < 500 ns；机箱间 < 650 ns
• 通道间相位稳定性：优于 ±5 ps（24 小时相位抖动 < 5 ps）
• 同步与触发：背板分发时钟 16 路、背板分发触发 16 路，触发步进 80 ns / 800 ns，触发个数 1 ~ ∞
• 计算与互联：支持 PXIe-PCIe 转接、远距离光纤跳接（最大光纤长度 > 50 米），CPU 与测控设备通信延迟 < 25 μs、带宽 > 6.6 GB/s
• 机箱与功耗：M1103B 为 19 英寸 4U、静态 75 W、最大 1300 W@220V；风扇噪音低于 60 dB，长期工作噪音约 60 dB
产品特性
数字化测控体制与更高采样率
• 系统具有全数字化结构，相比传统混频体制无需复杂的 IQ 调校，直接数字合成产生更低噪声的测控信号
• 发射通道最高采样率 10 GSa/s，利用第二奈奎斯特区直接产生射频控制信号；接收通道最高采样率 5 GSa/s
• 输出与输入频率范围均为 0.1 GHz ~ 9.8 GHz，输出阻抗 50 Ohm
• 微波控制模块输出噪声功率谱密度 -160 dBm/Hz；相噪 -103 dBc/Hz@100 Hz、-117 dBc/Hz@1 kHz、-124 dBc/Hz@10 kHz（cw = 1 GHz）
• 三阶交调 IM3 -54 dBc@-6 dBFS（δF = 20 MHz）；最差谐波抑制 -44 dBc@8.6 GHz；无杂散动态范围 -50 dBc@4.3 GHz
专用指令集与低至 280 ns 的反馈
• 系统配备指令集软件，用户可采用指令集实现 FPGA 中动态编程
• 指令集模式下反馈时间最低可达 280 ns，可用于快速主动复位；跨模块反馈延迟 < 500 ns
• 指令集模式下波形播放时长无限制，支持片段播放与载波可调；波形存储 100K/通道
• AWG 模式下波形存储 600K/通道（微波控制），波形播放时长 100 μs@6 GSa/s
• 微波读取模块在指令集模式下支持一次触发内多次读取，上传数据类型可选原始数据、解模 IQ 数据或判决结果数据
高集成度与多设备同步
• 单台 4U 19 英寸设备即可实现 128 个测控通道，系统集成度达到 128 CH / 4U
• 系统支持多设备间高稳定同步工作，仅需简单配置即可实现对应的数千测控通道同步工作
• 通道间相位稳定性优于 ±5 ps，微波控制与读取通道的 24 小时相位抖动均 < 5 ps，24 小时功率漂移 < 0.05 dB
• 时钟同步模块背板分发时钟 16 路、触发 16 路，触发步进 80 ns / 800 ns，触发个数 1 至无穷
• PQ-S10Pro 版本的前面板支持机箱间反馈互连（QSFP / QSFP-DD / MPO），用于多机箱模块并联同步
灵活配置、融合计算与低噪音运行
• 业务模块按测控功能划分：微波控制、偏置控制、微波读取、微波测控、时钟同步、控制器与远程控制器，用户可按需求灵活搭配
• 系统支持 PXIe-PCIe 转接，以服务器的 PCIe 控制测控设备业务板卡，支持远距离光纤跳接（最大光纤长度 > 50 米）
• 采集数据可与服务器进行低延迟、高带宽 DMA 传输：CPU 与测控设备通信延迟 < 25 μs，带宽 > 6.6 GB/s
• 设备在高集成度的同时实现低功耗，通过散热设计降低风扇噪音，长期工作噪音约 60 dB，机箱风扇噪音低于 60 dB
典型应用
• 大规模超导量子比特阵列的微波控制与读取
• 需要数千通道同步工作的复杂物理实验系统
• 快速主动复位与低延迟反馈闭环实验
• 需 PXIe-PCIe 转接、由服务器直接控制板卡的测控系统
• 多机箱并联同步的分布式测控部署
• 8 比特量级的小规模测控验证与演示样机
业务模块与设备平台
• M6301 PQ-XY 微波控制模块：8 路微波控制通道（AC 耦合），DAC 分辨率 14 bit，DAC 采样率 4 / 6 / 8 / 10 GSa/s，输出频率 0.1 GHz ~ 9.8 GHz
• M6311 PQ-ZC 偏置控制模块：8 路偏置控制通道（DC 耦合），输出频率 DC ~ 1.8 GHz，直流输出电压范围 1.35 V（Vpp），输出电压步进 85 μV，DAC 采样率 2 / 4 / 6 GSa/s，上升沿时间（20% to 80%）< 200 ps
• M4910 PQ-RD 微波读取模块：4 路微波激励通道 + 4 路微波采集通道（均为 AC 耦合），单模块可支持 4 条链路读取；采集 ADC 分辨率 14 bit，ADC 采样率 3 / 4 / 5 GSa/s
• M4911 PQ-MC 微波测控模块：1 路微波激励 + 1 路微波采集 + 6 路微波控制（均为 AC 耦合），单模块可控制和读取一条链上的多个比特，模块内反馈延迟 < 280 ns
• M8401B PQ-S10 时钟同步模块：占用 1 个槽位（Slot10），内部锁相晶振 100 MHz，内部时钟稳定度 ≤ 10 ppb
• M8402B PQ-S10Pro 时钟同步模块：占用 3 个槽位（Slot9、10、11），内部时钟稳定性 ≤ +0.3 ppm，前面板支持机箱间反馈互连（QSFP / QSFP-DD / MPO），用作多机箱模块并联同步
• M2302 PQ-M02 控制器：处理器 AMD V2000 或同等 CPU（带万兆以太网），内存 32 GB / 4800 MHz，内置 512 GB SSD 并支持扩展，操作系统 CentOS 8
• M2601 PQ-R01 远程控制器：QSFP×2 光纤接口，支持 PCIe Gen3 ×8 协议转换与 PXIe 到 PCIe 转接，最大光纤长度 > 50 米
• M1103B PQ-C16 阵列测控平台：19 英寸 4U 机箱，支持 16 个业务模块，适用于大规模测控应用
• M1210 PQ-C02 小型测控平台：支持 2 个业务模块，适用于 8 比特小规模测控应用或演示样机
资源下载
本页技术指标整理自厂商官方资料，实际配置以厂商最新规格书为准。
详细指标请见 SPQ 阵列测控系统 详细指标页。
普源精电 SPQ 阵列测控系统
普源精电 · RIGOL
SPQ 阵列测控系统 · 详细指标
系统特点 · 微波控制模块 · 偏置控制模块 · 微波读取模块 · 微波测控模块 · 时钟同步模块 · 控制器与远程控制器 · 阵列测控平台 · 耦合方式与线缆
产品简介
本页收录 SPQ 阵列测控解决方案的全部技术参数，数据整理自普源精电官方数据手册（2025 年 06 月版）与快速指南。系统由设备平台、业务模块与同步触发模块三部分构成，同一设备型号根据参数差异可能有多个订货编号。
SPQ 阵列测控解决方案由包含机箱、控制器、业务模块在内的多个设备型号灵活配置组成，同时也包含应用软件及 API 的全部许可证。在选择业务模块的同时，需要选择射频线缆及滤波器等配件以正常工作；采购前请依据实验需求确认模块组合与配件清单。
技术指标
系统特点
• 数字化测控：系统具有全数字化结构，相比传统混频体制无需复杂的 IQ 调校，直接数字合成产生更低噪声的测控信号
• 更高采样率：发射通道最高采样率高达 10 GSa/s，利用第二奈奎斯特区直接产生射频控制信号；接收通道最高采样率达 5 GSa/s
• 灵活配置：系统采用模块化设计，依据测控功能分为读取分析模块、微波控制模块、快速偏置模块、数字同步模块等，用户可按需求灵活搭配
• 支持融合计算：支持 PXIe-PCIe 转接，以服务器的 PCIe 控制测控设备业务板卡，支持远距离光纤跳接，采集数据可与服务器进行低延迟、高带宽 DMA 传输
• 高集成度：单台 4U 19 英寸设备即可实现 128 个测控通道
• 专用指令集：配备指令集软件，可在 FPGA 中动态编程，指令集模式下反馈时间最低可达 280 ns，可用于快速主动复位
• 多设备同步：支持多设备间高稳定同步工作，简单配置即可实现对应的数千测控通道同步工作，通道间相位稳定性优于 ±5 ps
• 风扇低噪音设计：高集成度同时实现低功耗，通过散热设计降低风扇噪音，长期工作噪音约 60 dB
M6301 PQ-XY 微波控制模块
• 微波控制通道数：8 路，AC 耦合
• DAC 分辨率：14 bit；DAC 采样率：4 / 6 / 8 / 10 GSa/s
• 输出信号频率范围：0.1 GHz ~ 9.8 GHz；输出阻抗 50 Ohm
• 最大输出功率（典型值）：-7.8 dBm@4.3 GHz、-8.3 dBm@5.3 GHz、-8.9 dBm@6.3 GHz、-10.9 dBm@7.3 GHz
• 输出噪声功率谱密度：-160 dBm/Hz
• 输出相噪：-103 dBc/Hz（cw = 1 GHz，offset = 100 Hz）、-117 dBc/Hz（offset = 1 kHz）、-124 dBc/Hz（offset = 10 kHz）
• 三阶交调（IM3）：-54 dBc@-6 dBFS，δF = 20 MHz
• 最差谐波抑制：-44 dBc@8.6 GHz（cw = 4.3 G）；无杂散动态范围（SFDR）：-50 dBc@4.3 GHz
• 波形存储点数：AWG 模式下 600K/通道；指令集模式下 100K/通道
• 波形播放时长：AWG 模式下 100 μs@6 GSa/s；指令集模式下无限制（片段播放、载波可调）
• 24 小时相位抖动 < 5 ps；24 小时功率漂移 < 0.05 dB
M6311 PQ-ZC 偏置控制模块
• 偏置控制通道数：8 路，DC 耦合
• 输出频率范围：DC ~ 1.8 GHz；输出阻抗 50 Ohm
• 直流输出电压范围：1.35 V（Vpp）；输出电压步进 85 μV
• DAC 采样率：2 / 4 / 6 GSa/s
• 输出相噪：-121 dBc/Hz@100 Hz、-135 dBc/Hz@1 kHz
• 无杂散动态范围（SFDR）：-70 dBc@500 MHz
• 波形存储点数：AWG 模式下 300K/通道；指令集模式下 100K/通道
• 波形播放时长：AWG 模式下 150 μs@2 GSa/s；指令集模式下无限制
• 上升沿时间（20% to 80%）：< 200 ps
• 跨模块反馈延迟：指令集模式下 < 500 ns
M4910 PQ-RD 微波读取模块
• 模块整体：微波激励通道数 4 路（AC 耦合），微波采集通道数 4 路（AC 耦合），单模块可支持 4 条链路读取
• 激励通道 DAC 分辨率 14 bit；DAC 采样率 4 / 6 / 8 / 10 GSa/s；输出频率范围 0.1 GHz ~ 9.8 GHz；输出阻抗 50 Ohm
• 激励通道最大输出功率（8 GSa/s 典型）：-7.8 dBm@4.3 GHz、-8.3 dBm@5.3 GHz、-8.9 dBm@6.3 GHz、-10.9 dBm@7.3 GHz
• 激励通道输出噪声功率谱密度 -160 dBm/Hz；相噪 -103 / -117 / -124 dBc/Hz@100 Hz / 1 kHz / 10 kHz（cw = 1 GHz）
• 激励通道 IM3 -54 dBc@-6 dBFS（δF = 20 MHz）；最差谐波抑制 -44 dBc@8.6 GHz；SFDR -50 dBc@4.3 GHz
• 激励通道波形存储点数：频点合成模式下 48K/通道、AWG 模式下 600K/通道、指令集模式下 100K/通道；播放时长 AWG 模式 100 μs@6 GSa/s、指令集模式无限制
• 采集通道 ADC 分辨率 14 bit；输入频率范围 0.1 GHz ~ 9.8 GHz；输入阻抗 50 Ohm；输入功率范围 -50 dBm ~ 10 dBm
• 采集通道最大输入功率（典型值）：5 dBm@3.2 GHz、12 dBm@8.3 GHz
• 采集通道 ADC 采样率 3 / 4 / 5 GSa/s；无杂散动态范围 53 dBc@4.3 GHz
• 采集通道最大采样存储点数 8K/通道；最大解模时长 2 μs/通道
• 解模频点数：8 频点/通道（频点合成模式下）或 16 频点/通道；支持解模积分权重
• 一次触发内多次读取：支持（指令集模式下）；上传数据类型：原始数据 / 解模 IQ 数据 / 判决结果数据
• 24 小时相位抖动 < 5 ps；24 小时功率漂移 < 0.05 dB
M4911 PQ-MC 微波测控模块
• 模块整体：微波激励通道数 1 路、微波采集通道数 1 路、微波控制通道数 6 路（均为 AC 耦合）
• 模块特点：单模块可控制和读取一条链上的多个比特
• 模块内反馈延迟 < 280 ns；跨模块反馈延迟 < 500 ns
• 激励与控制通道 DAC 分辨率 14 bit；DAC 采样率 4 / 6 / 8 / 10 GSa/s；输出频率范围 0.1 GHz ~ 9.8 GHz；输出阻抗 50 Ohm
• 激励与控制通道最大输出功率（典型值）：-7.8 dBm@4.3 GHz、-8.3 dBm@5.3 GHz、-8.9 dBm@6.3 GHz、-10.9 dBm@7.3 GHz
• 激励与控制通道输出噪声功率谱密度 -160 dBm/Hz；相噪 -103 / -117 / -124 dBc/Hz@100 Hz / 1 kHz / 10 kHz
• 激励与控制通道 IM3 -54 dBc@-6 dBFS（δF = 20 MHz）；最差谐波抑制 -44 dBc@8.6 GHz；SFDR -50 dBc@4.3 GHz
• 激励与控制通道波形存储点数：频点合成模式 48K/通道、AWG 模式 600K/通道、指令集模式 100K/通道
• 采集通道 ADC 分辨率 14 bit；输入频率范围 0.1 GHz ~ 9.8 GHz；输入阻抗 50 Ohm；输入功率范围 -50 dBm ~ 10 dBm
• 采集通道最大输入功率（典型值）：5 dBm@3.2 GHz、12 dBm@8.3 GHz；ADC 采样率 3 / 4 / 5 GSa/s；SFDR 53 dBc@4.3 GHz
• 采集通道最大采样存储点数 8K/通道；最大解模时长 2 μs/通道；解模频点数 8 频点/通道（频点合成模式）或 16 频点/通道；支持解模积分权重
• 一次触发内多次读取：支持（指令集模式下）；上传数据类型：原始数据 / 解模 IQ 数据 / 判决结果数据
• 24 小时相位抖动 < 5 ps；24 小时功率漂移 < 0.05 dB
M8401B PQ-S10 时钟同步模块
• 背板分发时钟数量：16
• 所占槽位数及槽位号：1 个槽位，Slot10
• 时钟模式选择：内部锁相晶振产生 / 外部前面板时钟输入
• 内部时钟：内部锁相晶振 100 MHz；内部时钟稳定度 ≤ 10 ppb
• 内部时钟相噪：-123 dBc/Hz@100 Hz、-160 dBc/Hz@1 kHz、-168 dBc/Hz@10 kHz
• 前面板时钟输入：SMA / SMP / SSMB，100 MHz，替代锁相晶振 100 MHz 时钟
• 前面板参考时钟：SMA / SMP / SSMB，10 MHz，作为锁相晶振参考产生 100 MHz
• 前面板时钟输出：SMA / SMP / SSMB，100 MHz
• 前面板触发输出 / 外触发输入：SMA / SMP / SSMB，LVTTL 3.3 V
• 背板分发触发数量：16；产生触发步进：80 ns / 800 ns；产生触发个数：1 ~ ∞
• 反馈链路：机箱背板内 16 路对模块的反馈连接
M8402B PQ-S10Pro 时钟同步模块
• 背板分发时钟数量：16；所占槽位数及槽位号：3 个槽位，Slot9、10、11
• 时钟模式选择：内部锁相晶振产生 / 外部前面板时钟输入；内部时钟为内部锁相晶振 100 MHz
• 内部时钟稳定性：≤ +0.3 ppm
• 内部时钟相噪：-132 dBc/Hz@100 Hz、-157 dBc/Hz@1 kHz、-168 dBc/Hz@10 kHz
• 前面板时钟输入 / 参考时钟 / 时钟输出 / 触发输出 / 外触发输入：SMA / SMP / SSMB（时钟 100 MHz、参考 10 MHz、触发 LVTTL 3.3 V）
• 背板分发触发数量：16；产生触发步进：80 ns / 800 ns；产生触发个数：1 ~ ∞
• 反馈链路：机箱背板内 16 路对模块的反馈连接；前面板支持机箱间反馈互连，接口为 QSFP / QSFP-DD / MPO
• 模块特点：用作多机箱模块并联同步
M2302 PQ-M02 控制器与 M2601 PQ-R01 远程控制器
• M2302 处理器核心参数：AMD V2000 或同等 CPU，带有万兆以太网
• M2302 内存参数：32 GB，4800 MHz；存储容量 Built-in 512 GB SSD，支持扩展
• M2302 面板接口：USB 3.0、Gigabit Ethernet RJ45、HDMI 或 DP port；操作系统 CentOS 8
• M2601 连接器参数：QSFP ×2，光纤接口，支持 PCIe Gen3 ×8 协议转换
• M2601 最大光纤长度：> 50 米
• M2601 模块特点：支持 PXIe 到 PCIe 转接，由超算服务器直接控制测控设备
• M2601 融合计算：CPU 与测控设备通信延迟 < 25 μs；通信带宽 > 6.6 GB/s
M1103B PQ-C16 阵列测控平台（机箱）
• 支持业务模块数量：16；机箱规格：19 英寸，4U
• 尺寸：444.4 mm（宽）× 177.8 mm（高）× 480.5 mm（深）
• 重量：约 20 kg（与插卡数量相关）
• 供电电压：100 V ~ 240 V AC；静态功能 75 W；最大功耗 1300 W@220V 电源
• 风扇噪音：低于 60 dB
• 系统集成度：128 CH / 4U
• 模块内反馈延迟 < 280 ns（基于 PQ-MC 模块的通道）；机箱内反馈延迟 < 500 ns；机箱间反馈延迟 < 650 ns
• 机箱特点：适用于大规模测控应用
M1210 PQ-C02 小型测控平台（机箱）
• 支持业务模块数量：2
• 尺寸：340.0 mm（宽）× 68.0 mm（高）× 230.0 mm（深）
• 重量：约 5 kg
• 供电电压：19.5 V DC，提供适配器（100 V ~ 240 V）；最大功耗 180 W
• 模块内反馈延迟 < 280 ns（基于 PQ-MC 模块的通道）
• 机箱特点：适用于 8 比特小规模测控应用或演示样机
测试条件注释
• 同一设备型号根据其参数差异可能有多个订货编号，具体配置以厂商最新规格书与订货信息为准
• 系统由设备平台、业务模块与同步触发模块灵活配置组成，同时包含应用软件及 API 的全部许可证
• 在选择业务模块的同时需要选择射频线缆及滤波器等配件以正常工作
• 微波控制、微波读取与微波测控模块的最大输出功率均为典型值，测试频点为 4.3 GHz / 5.3 GHz / 6.3 GHz / 7.3 GHz
• 微波读取与微波测控模块的最大输入功率为典型值，测试频点为 3.2 GHz 与 8.3 GHz
• M4910 电磁激励通道标注的 8 GSa/s Typical 条件为「8 GSa/s 典型值」
• 24 小时相位抖动与功率漂移为长时间稳定性指标，用于描述多通道与多设备同步场景下的稳定性
• 机箱重量与插卡数量相关；系统集成度按 4U 机箱 128 个测控通道计
本页技术指标整理自普源精电 SPQ 官方资料，实际配置以厂商最新规格书为准。
产品定位、特性与应用请见 SPQ 阵列测控系统 产品介绍页。
普源精电 SPQ 阵列测控系统 详细指标
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上海昊伦电子科技有限公司 86-021-64262068
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