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Spectrum Instrumentation

PCIe Digitizer mit echten USPs

12. Dezember 2018, 15:30 Uhr | Nicole Wörner

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Rauschquellen reduzieren

Um unerwünschtes Rauschen und Übersprechen zu reduzieren und die Messqualität zu maximieren, wurde besonderes Augenmerk auf die Abschirmung der Module gelegt. Speziell angepasste Abschirmbleche verhindern, dass Störsignale von anderen PC-Komponenten oder potenziellen on-board-Quellen einstreuen, wie z.B. die schnellen asynchronen Takte, die vom FPGA benötigt werden. In ähnlicher Weise werden mögliche EMV-Probleme reduziert, indem speziell auf die Steckverbindungen zwischen den Platinen geachtet wird und für die Synchronisation differentielle Taktsignale verwendet werden. Um auch potenzielle Probleme zu beheben, die durch minderwertige PC-Netzteile verursacht werden können, enthält die Plattformkarte auch ein verbessertes Power-Design, bei dem alle Stromleitungen gefiltert und DC-konvertiert werden. Das verhindert, dass die analogen Komponenten der Karten die Störungen der Versorgungsspannungen des ATX-Motherboards aufnehmen.

Bessere Performance, mehr Konfigurationen

»Die zwanzig neuen Digitizer der M2p.59xx-Familie bieten dem Anwender deutlich mehr Auswahl und Leistung als die acht Modelle der älteren Serie M2i.49xx«, betont Rovini. Die neuen Modelle sind mit einem, zwei, vier und acht Kanälen und Abtastraten von 20, 40, 80 und 125 MSample/s erhältlich. »Am wichtigsten sind aber die wirklich herausragenden Werte für das Signal-Rausch-Verhältnis SNR, den störungsfreien dynamischen Bereich SFDR, die totale harmonische Verzerrung THD und effektive Anzahl von Bits ENOB.« Tabelle 1 zeigt die Unterschiede zur Vorgängerserie auf: Obwohl die neuen Produkte kleiner sind und deutlich höhere Abtastraten und Bandbreiten aufweisen, können ihre dynamischen Leistungen den allgemeinen Fähigkeiten der älteren Produkte entsprechen oder sie sogar übertreffen.

Automatisiertes Testen und Datenstreaming

Die Tabelle zeigt auch den Vorteil, den die Verwendung eines schnelleren PCIe-Busses mit sich bringt: Die Datenübertragungsgeschwindigkeit wurde von 160 Mbit/s auf über 700 Mbit/s erhöht. Somit können die neuen Karten die Messdaten mehr als viermal schneller zu PC-RAM oder Speichermedien streamen. »Für Anwendungen, die die Erfassung langer kontinuierlicher Signale erfordern, ermöglicht die schnellere Streamingrate außerdem, dass der Digitizer mit höheren Abtastraten arbeiten kann«, verdeutlicht Rovini. »Zum Beispiel kann ein Zweikanal-Digitizer der neuen 59er-Serie mit einer Abtastung von 125 MSample/s Daten kontinuierlich streamen, ohne Informationen zu verlieren. Genauso können vier Kanäle mit 90 MSample/s oder acht Kanäle mit 45 MSample/s kontinuierlich aufgezeichnet werden.«

Schnelle Verarbeitung dank CUDA Access

Ein weiteres Feature der Digitizer von Spectrum ist die Unterstützung der neuen SCAPP-Softwareoption. Die Abkürzung SCAPP steht für »Spectrums CUDA Access for Parallel Processing«. Mit SCAPP kann eine Grafikkarte mit einem CUDA-basierten Prozessor (GPU) direkt zwischen dem Spectrum Digitizer und dem PC benutzt werden. Der Vorteil: Die vom Digitizer erfassten Daten werden direkt an die GPU geschickt, die mit bis zu 5000 Kernen eine viel schnellere parallele Verarbeitung bietet als die CPU des PCs mit nur 8 oder 16 Kernen. CUDA-Grafikkarten sind daher ideal für große Datenmengen und komplexe Signalanalysen wie FFT, Mittelwertbildung, Filterung und Puls-Charakterisierung. Schließlich bietet die Kombination eines schnelleren PCIe-Busses und SCAPP den Anwendern die Möglichkeit, automatisierte Test- und Messzeiten drastisch zu reduzieren.

Und was ist mit Kunden, die derzeit die „alten“ M2i-49xx-Karten nutzen?

»Die Software-API-Schnittstelle ist 100 % kompatibel und macht den Übergang von der alten zur neuen Serie sehr einfach«, beruhigt Rovini. »Die alte Baureihe wird darüber hinaus für bestehende OEM-Kunden noch mehrere Jahre zur Verfügung stehen.«

Alle 20 Produktvarianten der neuen M2p-59xx-Serie sind ab Lager lieferbar. Benutzer können also die Abtastrate, Bandbreite und Anzahl der Kanäle für ihre Anwendung passend aussuchen.