Neue PCIe-Arbitrary-Waveform-Generatoren
Ultraschnelle Waveform-Erzeugung direkt am PC
Mit den AWG-Karten M5i.63xx von Spectrum Instrumentation und kostengünstigen Standard-PC-Komponenten können Anwender nahezu jede Wellenform mit bis zu 10 GS/s Ausgaberate, 2,5 GHz Bandbreite und 16 bit vertikaler Auflösung erzeugen - und haben damit keine vergleichbare Konkurrenz auf dem PCIe-Markt.
Neun Jahre Entwicklungsarbeit stecken in den Nachfolgern der bisherigen PCIe-Signalgenerator-Flaggschiffe von Spectrum Instrumentation. Und das hat sich gelohnt: In der neuen Arbitrary-Waveform-Generator-Serie M5i.63xx ist es den Ingenieuren gelungen, die Geschwindigkeit von 1,25 GS/s auf ganze 10 GS/s zu steigern. Damit bieten sich die neuen PCIe-Karten als leistungsstarke Alternative zu Tischgerät-AWGs an, bei denen das Laden von Daten für neue Wellenformen oft nur langsam möglich ist. Die neuen Karten hingegen bieten einen riesigen Onboard-Speicher von bis zu 8 Gigasamples (16 GB) und die Möglichkeit, Daten mit bis zu 10 Gigabyte pro Sekunde direkt von CPUs oder sogar GPUs zu streamen.
Konkret gesagt, erzeugen die vier Varianten der neuen PCIe-AWG-Serie beliebige Signale wahlweise mit Bandbreiten von 2,5 und 1,5 GHz und Ausgaberaten von 10 oder 5 oder 3,2 Gigasamples pro Sekunde. Die Geräte kombinieren 16 bit vertikale Auflösung mit voll programmierbaren Ausgängen. Single-Ended-Ausgänge liefern bis zu ±500 mV an 50 Ohm und ±1 V an hochohmigen Lasten – oder den doppelten Bereich im Differenzialmodus.
Jobangebote+ passend zum Thema
Ultraschnelles Daten-Streaming, vielseitige Wellenformerzeugung
Jede Karte verfügt über 2 Gigasample integrierten Speicher (8 Gigasample optional) und Highspeed-Datentransfer über den PCIe-Bus (Gen 3) mit 16 Lanes. Dieser ultraschnelle Bus ermöglicht die Datenübertragung mit erstaunlichen 10 Gigabyte pro Sekunde. Für anspruchsvolle Anwendungen können Daten sogar kontinuierlich direkt an den AWG gestreamt werden, um sie im FIFO-Modus (First In First Out) wiederzugeben – dadurch ist ein nahezu unbegrenztes Nachladen von Wellenformen möglich. Das SCAPP-Treiberpaket (Spectrums CUDA Access for Parallel Processing) von Spectrum Instrumentation ermöglicht außerdem das FIFO-Streaming direkt von einer GPU, um das Nachladen noch weiter zu beschleunigen.
Wellenformen können in den Modi Single-Shot, Single-Restart, Referaten und Multiple Replay (segmentierte Daten) ausgegeben werden. Diese sind auch mit FIFO-Streaming kombinierbar. Die Wiedergabe eines Signals lässt sich durch Softwarebefehl oder über ein externes Triggerereignis starten.
Die neuen AWGs sind als Einkanal- oder Zweikanalkarten erhältlich. Mithilfe des Star-Hub-Moduls lassen sich bis zu acht Karten miteinander synchronisieren, wobei ein gemeinsamer Takt und Trigger verwendet wird. Auf diese Weise ermöglicht der Star-Hub den Aufbau von Systemen mit Ausgaberaten von 5 GS/s auf bis zu 16 Kanälen oder 10 GS/s auf bis zu acht Kanälen.
Kombination von AWGs und Digitizern
Die vier neuen AWG-Modelle der M5i.63xx-Serie und die sieben Digitizer-Varianten der M5i.33xx-Serie sind für ein perfektes Zusammenspiel konzipiert und eignen sich daher für Testsysteme wie Stimulus-Response, Receiver-Transmitter oder Closed-Loop. Werden zwei Star-Hubs verwendet, können ultraschnelle MIMO-Systeme (Multiple Input Multiple Output) aufgebaut werden, die bis zu acht AWGs und acht Digitizer enthalten. Auf diese Weise sind Systeme mit bis zu 16 Sende- und 16 Empfangskanälen möglich, wobei jeder Kanal mit einer ultraschnellen Rate von 5 GS/s arbeitet.
Zur einfachen Systemintegration gibt es auf der Vorderseite der neuen Karten vier multifunktionale SMA-Anschlüsse. Diese können eine Vielzahl von Ein- und Ausgabefunktionen übernehmen, wie z. B. asynchrones Digital-I/O, synchrones Digital-Out, Trigger Output, Run- und Arm-Status-Flags oder den Systemtakt. Werden die Mehrzweck-I/O-Leitungen auf digitale Ausgänge umgestellt, können dem AWG weitere vier synchrone Ausgabekanäle hinzugefügt werden. Auf diese Weise besitzt eine einzelne AWG-Karte bis zu zwei analoge und vier digitale Ausgänge, die parallel bei voller Geschwindigkeit benutzt werden können. Optional ist eine Firmware für einen Digital Pulse Generator (DPG) erhältlich, um die vier digitalen Ausgänge als digitale Generatorausgänge zu verwenden. Alle diese Funktionen sind sehr hilfreich bei der Verbindung mit anderen Geräten, um Testsysteme und Experimente zu steuern oder OEM-Projekte zu realisieren.
Vollständig programmierbar
Die Karten sind vollständig programmierbar und laufen unter Windows- oder Linux-Betriebssystemen mit den bekanntesten Softwaresprachen. Alle Produkte werden zusammen mit SDKs für C++, C#, Python, VB.NET, Julia, Java und IVI geliefert. Treiber für LabVIEW und MATLAB sind ebenfalls enthalten.
Oliver Rovini ist seit 24 Jahren der Technische Leiter bei Spectrum Instrumentation
Lesen Sie mehr zum Thema
