News - Allgemeine Test- und Messtechnik

High-Speed 5 GS/s PCIe Digitizer-Karten

10. November 2014 - Die Spectrum Systementwicklung Microelectronic GmbH hat die Leistungsbandbreite der schnellen auf PCIe basierten Instrumente der M4i Digitizer durch neun neue Modelle stark erweitert. Diese Karten bieten mit einer Echtzeit-Abtastrate von 5 GS/s und hohen Bandbreiten die Möglichkeit Signale, Flanken und Pulse bis in den Bereich unterhalb einer ns zu messen. Es sind Modelle mit ein, zwei oder vier Kanälen sind verfügbar. Alle Modelle werden mit 4 GByte on-board Speicher, fortschrittlichen Aufzeichnungsmodi und einer großen Palette von Software-Tools geliefert und erlauben so die einfache Integration in Systeme.

Die Karten können für embedded Anwendungen in einem PC eingesetzt werden oder in externen Systemerweiterungen außerhalb des PCs wenn ein Einsatz als Messgerät gewünscht ist.

Spectrums M4i Serie basiert auf dem aktuellen und weitverbreiteten PCI Express Bus und sind für maximale Datentransfer-Geschwindigkeit optimiert. Beim Einsatz in einen PCIe x8 Gen2 Steckplatz können die Daten mit einer kontinuierlichen Geschwindigkeit von bis zu 3.4 GByte/s an den Host-PC übertragen werden. Alle Digitizer von Spectrum unterstützen sowohl Transientenaufzeichnung als auch kontinuierliches Streamen. Beim Streamen können extrem lange Signalverläufe direkt in den PC aufgezeichnet und gespeichert oder weiterverarbeitet werden. Die M4i Serie kann zusätzlich durch optionale Firmware-Pakete erweitert werden, die direkt auf der Karte im FPGA Signalverarbeitung wie Block Average oder Peak Erkennung anbieten. Vorverarbeitet Signale reduzieren die benötigte Datentransferrate und beschleunigen die Messgeschwindigkeit enorm.

Die neuen Digitizer sind mit vollständig kalibrierbaren Eingangsverstärkern ausgestattet, die Eingangsbereiche von ±200 mV bis ±2.5 V anbieten. Erweiterte Eingangsstufen können durch den Einsatz von optionalen externen Verstärkern erreicht werden. Eine optimale Eingangsverstärkung und Signalkonditionierung erlaubt die volle Ausnutzung des 8 Bit Dynamikbereichs und optimiert dadurch die Messgenauigkeit und die Auflösung.

Zur Aufzeichnung von komplexen und selten auftretenden Triggerereignissen sind die Karten mit einer Reihe von flexiblen und kombinierbaren Triggermodi ausgestattet. Eine Triggerung ist sowohl auf alle Analogkanäle wie auch auf die beiden externen Triggereingänge möglich. Alle Triggerquellen können logisch verknüpft werden, um konditionierte Triggerung auf spezielle Eingangszustände zu realisieren. Die Triggermodi werden weiter ergänzt durch eine Reihe von speichersegmentierenden Aufzeichnungsmodi sowie schnelle Zeitstempel der Ereignisse. Dabei beträgt die Totzeit zwischen den Segmenten nur 80 Samples (entsprechend 16 ns bei 5 GS/s) was die Aufzeichnung und Zeitstempelung von sehr dicht aufeinander folgenden Ereignissen erlaubt.

Für Applikationen, die mehr als vier Kanäle benötigen, können bis zu acht der M4i Karten in einem System synchronisiert werden. Dazu wird die Star-Hub-Option installiert. Diese verteilt Takt- und Triggersignale zwischen den Karten. Mithilfe des Star-Hubs können System mit bis zu 32 synchronen Kanälen aufgebaut werden.

Laut Entwicklungsleiter Oliver Rovini lassen sich mit den neuen Produkten vielfältige Anwendungen abdecken: "Mit bis zu 5 GS/s Abtastrate und der hohen Bandbreite können wir jetzt schnelle Signale und Pulse erfassen, wie sie z.B. im Bereich Elektronik, Luftfahrt, Verteidigungstechnik oder in der wissenschaftlichen Forschung auftreten. Fortschrittliche Trigger- und Aufzeichnungsmodi ermöglichen auch die Erfassung von extrem komplexen Signalen. So kann zum Beispiel die Speichersegmentierung für die Erfassung von Radarsignalen, die schnelle Triggerung für Laserpulse oder der Streaming-Modus für die Aufzeichnung von langen und komplexen Signalen aus der Telekommunikation genutzt werden. Dabei kann der Anwender das Produkt aus der Palette auswählen, was am besten zu den Anforderungen passt: zum Beispiel eine Einkanal-Karte für das Spektrometer oder eine Mehrkanalkarte für ein Experiment mit vielen Sensoren."

Zur Parametrierung und Steuerung der M4i Digitizer bietet Spectrum die hauseigene leistungsstarke Software SBench 6 an. SBench 6 unterstützt alle Schlüsselfunktionen des Digitizers zusammen mit Datenanzeige, -speicherung und -analyse. Das Programm deckt dabei sowohl Oszilloskop-Betrieb als auch die Nutzung als Transientenrekorder zusammen mit Datenstreaming an. Ein besonderes Feature der Software ist dabei die segmentierte Signaldarstellung, die sich besonders für Burst-Signale eignet. Segmente können dabei auch mit zwei Zeitbasen (ABA Modus) sowie Trigger-Zeitstempeln aufgezeichnet werden. SBench 6 kann genauso Signalparameter vermessen, FFT's durchführen sowie eine Reihe von Mathematikfunktionen auf die aufgenommenen Signale anwenden. Die Daten können in verschiedene Formate wie ASCII, Wave oder MATLAB exportiert werden so dass eine einfache Schnittstelle zu weiterführenden Analyseprodukten besteht.

Für den Selbstprogrammierer werden die bewährten SPCM Treiber für Windows und Linux von Spectrum mitgeliefert. Zusammen mit den Treibern werden eine Reihe von Beispielen zur Verfügung gestellt, die verschiedene Aufzeichnungsfunktionen zeigen. Die mitgelieferten Beispiele umfassen Visual C++, Borland C++, Gnu C++, Visual Basic, VB.NET, Delphi, C#, J# und Python.

Die neue M4i.22xx Serie wird erstmals auf der Electronica 2014 in München vorgestellt und ist kurz nach der Messe verfügbar. Die Digitizer werden komplett mit Treibern und Beispielen sowie einer zweijährigen Herstellergarantie geliefert. Technischer Support sowie die Software und Firmware-Updates sind kostenlos verfügbar.

www.spectrum-instrumentation.com/

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