readout_program/chapters/04-05-acq-data-processing.md

2.2 KiB
Raw Blame History

4.5. 采集数据处理

ACQ通道采集的数据以流的形式按照先后顺序缓存 缓存到设定数据量后或者计时器超时后数据被打包成帧上传, 上位机驱动解帧后以流模式将数据返回给调用接口。 当采集多种数据时,用户需要维护采集数据的顺序, 从而解析返回数据的含义。 建议一个实验仅仅采集一种类型数据以简化数据处理。

4.5.1. 采集波形数据

波形数据为模拟信号经ADC量化和符号转换后结果 用8比特二进制补码表示范围对应-128~127

  • ASIC平台1个时钟周期对应8个采样点(8个字节)
  • FPGA平台1个时钟周期对应16个采样点16字节
  • 数据采用大端字节序,数据遵循先采先到顺序

4.5.2. 采集IQ数据

解模计算公式如下:


I = \sum_{i=1}^{m}{\sum_{j=1}^n{\frac{S_{i,j} * iw_{i,j} * \cos(\omega_i t+\phi_i)}{scale_i} }}

Q = \sum_{i=1}^{m}{\sum_{j=1}^n{\frac{S_{i,j} * qw_{i,j} * \sin(\omega_i t+\phi_i)}{scale_i} }}
  • m表示解模次数,n表示解模的采样点个数;
  • S_{i,j}为输入波形的第i次解模第j个采样点8比特有符号数
  • iw_{i,j}qw_{i,j}为i、q权重的第i次解模第j个采样点8比特有符号数
  • \omega_i\phi_i分别为第i次解模的频率和相位
  • scale_i为第i次解模的范围选择可设置为1或者16

解模频率应设置为输入波形对应频率使得解模结果频率为0 解模结果相位等于解模设置相位设置减去输入波形相位。 若解模相位为0则结果相位等于波形相位取反。

解模求和结果I、Q分别用32比特二进制补码表示解模的结果存储格式如下

  • 1个完整的数据包含I,Q8字节
  • I先到达Q后到达
  • I, Q数据采用大端字节都占用4个字节

4.5.3. 采集态数据

  • 1个完整数据包含16个qubit态信息4字节
  • 每个量子比特态信息用2个比特表示
  • 高位表示高序号即32比特对应{q15,q14,...,q0};

4.5.4. 采态计数数据

  • 1个完整数据包含4个计数器数据16字节
  • 4个计数数据顺序为0态计数器、1态计数器、2态计数器、3态计数器
  • 计数器采用大端字节序为32比特无符号数