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Open-Source-Messplattform

Das Schweizer Taschenmesser für Ingenieure

27. April 2020, 11:51 Uhr   |  Kathrin Veigel

Das Schweizer Taschenmesser für Ingenieure
© Red Pitaya

Die Open-Source-Plattform StemLab 250-12 von Red Pitaya ist mit besserer Hardware als die Vorgängermodelle ausgestattet und lässt sich als Oszilloskop, Spektrumanalysator und Logikanalysator einsetzen.

Die Messplattform StemLab des Herstellers Red Pitaya ist multifunktional und mit der Größe einer Kreditkarte sehr kompakt. Nun gibt es die Version StemLab 250-12 mit verbesserten Eigenschaften, zum Beispiel schnelle Echtzeit-Signalverarbeitung und optimierter Analog-Performance.

Die StemLab-Produktlinie, die das 2013 in Slowenien gegründete Unternehmen Red Pitaya entwickelt hat, umfasst kreditkartengroße, multifunktionale und rekonfigurierbare Messgeräte auf Open-Source-Basis. Konzipiert als eine preisgünstige Alternative zu teuren Mess- und Prüfgeräten, kann StemLab als Oszilloskop, Logikanalysator, Signalgenerator, Spektrumanalysator et cetera fungieren.

Die komplette Mess- und Prüfumgebung besteht aus einem Board, einer Quellcode-Bibliothek und einem Markt für Applikationen. Anwender – von kleinen Studententeams bis zu großen multinationalen Konzernen – haben sie als das »Schweizer Taschenmesser für Ingenieure« bezeichnet. StemLab basiert auf hochentwickelter FPGA-Technik, ist sowohl Software- als auch Hardware-programmierbar und enthält Präzisions-A-D-Wandler. Die Plattform lässt sich auf FPGA- und CPU-Ebene an die jeweilige Anwendung anpassen und kann reale Signale verarbeiten.

High-End-Version für Anspruchsvolle

Jetzt hat Red Pitaya seine StemLab-125-Entwicklungsboards um ein High-End-Produkt erweitert: StemLab 250-12 bietet nach Unternehmensangaben im Vergleich zu den Vorgängerversionen eine leistungsfähigere Hardware, vollständige Steuerbarkeit per Software und zusätzliche Hardware-Funktionen. Es soll damit die Anforderungen anspruchsvoller Anwender in den Bereichen Industrie, Forschung, Mess-und Prüftechnik sowie Datenerfassung erfüllen.

Der größere FPGA-Baustein ermöglicht leistungsfähigere Echtzeit-Signalverarbeitungsfunktionen und eine schnellere analoge Front- und Back-End-Verarbeitung. Alles in allem ist StemLab 250-12 eine kompakte mobile Lösung mit einer Web-App-Benutzeroberfläche für den Fernzugriff über Ethernet oder WiFi.

Spezifikationen im Detail

Das neue Board umfasst ein Zweikanal-Signalerfassungsmodul (250 MSamples/s, 12 Bit) und ein Zweikanal-Signalgeneratormodul (250 MSamples/s, 14 Bit). Außerdem integriert ist eine CPU vom Typ Zynq-7020-Dual-Core-ARM-Cortex-A9 sowie FPGA, DDR-Speicher mit 1 GByte und eine 1-GBit/s-Ethernet-Schnittstelle. 12-Bit-A-D-Wandler-Auflösung, ein sehr guter Frequenzgang bis 45 MHz (±0,5 dB) beziehungsweise 60 MHz (–3 dB) und eine Kanaltrennung von >60 dB (DC bis 100 MHz) gewährleisten eine hohe Signalgenauigkeit und -qualität. Zwei Eingangsspannungsbereiche stehen zur Auswahl: ±1V und ±20V. Die Ausgänge können Signale im Bereich von DC bis 60 MHz liefern, mit einer Ausgangsspannung von ±5V an einer 50-Ohm-Last oder maximal ±10 V an einer hochohmigen Last. Abschwächungsfaktor, Verstärkungsfaktor und Triggerpegel lassen sich per Software wählen.

Das Board verfügt über einen vorderseitigen BNC-Triggereingang und einen rückseitigen SMA-Referenztakteingang (10 MHz). Mit Anstiegs-/Abfallzeiten von 13 ns (Eingang 1/20) beziehungsweise 11 ns (Eingang 1/1) ermöglicht es das Modul, auch schnelle Signale zu erfassen. StemLab 250-12 verfügt über diverse Schnittstellen, darunter USB, SPI, I²C sowie 16 GPIOs. Darüber hinaus bietet das Produkt vier langsame Analogeingänge und -ausgänge. Power-over-Ethernet (PoE) ist auf Anfrage erhältlich. Ausgelegt ist das Board für den Betriebstemperaturbereich von 0 °C bis +55 °C und den Lagertemperaturbereich von –20 °C bis +85 °C. Wahlweise wird es als OEM-Modul oder in einem Aluminiumgehäuse angeboten. (kv)

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