펄스 강자기장 데이터 수집 시스템 | PXIe-69834 80MS/s 디지타이저 + PCIe 원격 제어 솔루션

응용 배경

자기 특성 실험(Magnetic Characterization) 은 국제 강자기장 실험 시설에서 매우 중요한 위치를 차지하며, 자화 측정(Magnetization Measurement) 은 가장 기본적인 실험 기법 중 하나입니다.

펄스 자기장(Pulsed Magnetic Field) 의 작용 하에서, 시료의 자화 강도(Magnetization) 는 자기장의 변화에 따라 픽업 코일(Pick-up Coil) 에 전압 신호를 유도합니다. 이 신호는 신호 보상(Signal Compensation) 및 증폭을 거친 후 고속 데이터 수집 시스템에 의해 캡처되어, 최종적으로 데이터 처리를 통해 시료의 자화율(Susceptibility) 과 자화 강도 가 도출됩니다.

자기 특성 실험 스테이션은 자화 측정 외에도 다음을 측정할 수 있습니다.

• 전기 분극(Electric Polarization)
• 자기 변형(Magnetostriction)
• 자기 토크(Magnetic Torque) 등

이러한 측정은 다음 첨단 연구 분야에 핵심적입니다.

• 저온 물성 연구
• 고온 초전도체 평가
• 양자 물질(Quantum Materials) 특성화
• 희토류 자성체 연구
• 자성 박막 R&D
• 위상 절연체(Topological Insulator) 연구

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도전 과제

펄스 강자기장 실험에서 직면하는 주요 도전:

1. 초고속 신호 캡처

• 펄스 자기장은 수 ms ~ 수십 ms 단위의 짧은 시간에 발생
• 이 짧은 시간에 자기장 변화 + 자화 응답 신호 정확히 캡처
• MHz 단위 샘플링 속도 필수

2. 원격 제어 + 강한 EMI 환경

• 강자기장 실험실은 극심한 EMI 환경
• 측정 장비를 실험실에서 떨어진 위치에 배치 필요
• 장거리 PCIe 원격 제어 필수

3. 다채널 동기 측정

• 자화 + 자기 변형 + 자기 토크 등 동시 측정
• 픽업 코일 다채널 데이터 동기 수집

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솔루션

JYTEK은 PXI 시스템 기반 고속 데이터 수집 솔루션을 제공했습니다.

시스템 구성

[강자기장 실험실 (펄스 마그넷)]
   ├── 시료
   ├── 픽업 코일 (Pick-up Coil) ─→ 자화 신호 유도
   ├── 자기 변형 센서
   └── 자기 토크 센서
              ↓
   [신호 보상 + 증폭]
              ↓
   ┌──────────────────────────────┐
   │   [PXIe-62301 6슬롯 섀시]    │
   │   ├── PXIe-69834 디지타이저  │
   │   │   (4ch 16비트 80MS/s)    │
   │   └── 추가 모듈 확장 가능     │
   │                              │
   │   [실험실 내부]               │
   └──────────────────────────────┘
              ↕
   [PCIe-PXIe-68638/2M 원격 제어 케이블]
   ├── Gen2 PCIe x8 (4 GB/s)
   ├── 표준화 (드라이버 불필요)
   └── 장거리 연결
              ↕
   ┌──────────────────────────────┐
   │   [제어실 PC]                 │
   │   ├── SeeSharp 실시간 처리   │
   │   ├── 자화 곡선 분석          │
   │   ├── 자화율 계산             │
   │   └── 데이터 저장             │
   └──────────────────────────────┘

 

 

핵심 특장점

1. 고속 데이터 수집 (PXIe-69834)

• 4채널 16비트 80 MS/s
• 펄스 자기장의 빠른 변화 무왜곡 캡처
• 다채널 동기 수집

2. 원격 제어 + 강한 EMI 차폐 (PCIe-PXIe-68638/2M)

• PCI Express → PXI Express 원격 제어 키트
• Gen2 PCIe x8 신호로 최대 4 GB/s 대역폭
• 하드웨어/소프트웨어 완전 투명화·표준화 → 별도 드라이버 설치 불필요
• 강자기장 실험실에서 떨어진 안전한 위치에 PC 배치 가능

3. 6슬롯 하이브리드 섀시 (PXIe-62301)

• 3U 6슬롯 풀하이브리드
• AC 전원 지원
• 최대 8 GB/s 시스템 대역폭
• 컴팩트 + 확장성

4. 통합 측정 능력

• 자화 + 자기 변형 + 자기 토크 + 전기 분극 동시 측정
• 다중 자기 특성 파라미터 종합 분석

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사용 제품

하드웨어

PCIe-PXIe-68638/2M 키트 — PCI Express → PXI Express 원격 제어 키트

• Gen2 PCIe x8 신호
• 4 GB/s 대역폭
• 표준화 + 투명화 (드라이버 불필요)
• 자동 PXI 보드 인식

PXIe-62301 — 3U 6슬롯 PXI Express 풀하이브리드 섀시

• AC 전원
• 최대 8 GB/s 시스템 대역폭
• 컴팩트 설계

PXIe-69834 — 4채널 PXI Express 디지타이저

• 4채널 16비트
• 80 MS/s
• 고속 데이터 수집

소프트웨어

SeeSharp® — C# 기반 오픈소스 측정 제어 플랫폼

• 별도 라이선스 비용 없음
• 시스템 개발·관리 강력 지원
• 자화 곡선 분석 라이브러리

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적용 가능 분야

본 솔루션은 다음과 같은 첨단 물리·재료 연구에 활용됩니다.

• 펄스 강자기장 자기 특성 측정
• 저온 자성 물질 연구
• 양자 물질(Quantum Materials) 특성화
• 고온 초전도체 자성 측정
• 희토류 자성체 R&D
• 자성 박막/스핀트로닉스 연구
• 위상 절연체(Topological Insulator)
• 자기 토크 측정
• 자기 변형(Magnetostriction) 측정
• 전기 분극 측정 (강유전체 연구)
• MRI/NMR 보조 측정
• EMI 환경 원격 측정

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왜 JYTEK 인가?

1. SeeSharp® 측정 제어 플랫폼
강력하고 사용하기 쉬운 개발 환경으로 시스템 개발·관리 지원

2. 우수한 가성비
탁월한 성능 + 합리적 가격으로 우수한 가성비 경험 제공

3. 빠른 납기
공급 속도 강점

4. 완비된 사후 지원
신뢰성 있는 협력 보장

5. POC(Proof of Concept) 서비스
도입 전 무상 검증으로 사양 적합성 사전 확인

6. 한국 직접 기술지원
제이와이텍코리아 엔지니어가 현장 대응 + 빠른 응답

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결과

자기 특성 실험 영역에서, JYTEK 솔루션은 광범위하게 적용되어 연구와 실험을 위한 신뢰성 있는 데이터 지원을 제공했습니다.

• ✅ 펄스 자기장의 짧은 시간 변화 정밀 캡처
• ✅ 원격 제어로 강한 EMI 환경에서도 안정적 측정
• ✅ 4 GB/s 대역폭의 고속 데이터 전송
• ✅ 자화 곡선·자화율 정확한 도출
• ✅ 다중 자기 특성 파라미터 종합 분석

본 사례는 JYTEK이 첨단 물리 연구·재료 과학 R&D 분야에 견고한 측정 인프라를 제공한다는 것을 보여줍니다. 강자기장 시설, 양자 물질 연구, 스핀트로닉스 R&D 등 첨단 과학 연구에 직접 활용 가능합니다.