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Allgemeine Test- und Messtechnik

PXIe-Digitizer mit 14 und 16 Bit Auflösung und 2 bis 4 Kanälen

Spectrum M4x 44xx13. Juni 2016 - Die Spectrum GmbH stellt neue Hochgeschwindigkeits-Digitizern vor, die auf dem populären PXIe (PXI Express) Busstandard basieren. Die M4x.44xx Serie besteht aus sechs neuen Produkten, jeweils aus einem doppelt breiten 3U-Modul mit einem 4-Lane PCI Express Generation 2 Interface. Diese extrem leistungsfähige Schnittstelle erlaubt den kontinuierlichen Datentransfer mit mehr als 1,7 GByte/s, perfekt passend zu den schnellsten heute am Markt erhältlichen PXIe-Systemen.

Die neuen Digitizer bieten Versionen mit zwei und vier voll synchronen Kanälen und sind erhältlich mit 14 Bit Auflösung für Abtastraten bis 500 MS/s oder 16 Bit Auflösung für Abtastraten bis 250 MS/s bzw. 130 MS/s. Mit einer Analogbandbreite von bis zu 250 MHz passen die Digitizer perfekt in ATE-Systeme, in denen Signale im Bereich von 1 bis 200 MHz mit der besten verfügbaren Kombination aus Auflösung und Geschwindigkeit aufgezeichnet werden sollen. Typische Anwendungsfelder findet man in den Bereichen Halbleiter- und Komponententest, Radar, Funkkommunikation, medizinische Forschung, Automobiltechnik, physikalische Experimente, Überwachung sowie Verteidigung und Luftfahrt.

Jeder Eingangskanal der Digitizer ist mit einem eigenen monolithischen A/D-Wandler sowie einem rauscharmen Verstärker ausgestattet. Voll programmierbar bietet dieser sechs Eingangsbereiche von ±200 mV bis ±10 V, eine wählbare Eingangsimpedanz von 50 Ω oder 1 MΩ sowie AC- oder DC-Kopplung. Zusätzlich kann ein internes Bandbreitenfilter aktiviert werden, um hochfrequente Rauschsignale zu unterdrücken, die eventuell Nutzinformationen überlagern.

Der flexible Eingangsverstärker wird durch ein leistungsfähiges Triggersystem sowie eine vielseitige Takteinheit ergänzt. Triggerquelle kann jedes der Eingangssignale, ein oder zwei separate externe Trigger-Eingänge, eine der acht PXI-Triggerleitungen oder der PXI Star Trigger sein. Als Triggermodi werden unter anderem Flanke, Fenster, Software oder Re-Arm unterstützt, wobei verschiedene Triggerquellen logisch miteinander verknüpft werden können.

Die Takterzeugung des Digitizers ist präzise und bietet viele Möglichkeiten. Der Takt kann intern oder extern generiert werden. Dabei kann als Quelle sowohl der 100-MHz-PXIe-Differenztakt dienen als auch der 10-MHz PXI-Takt genutzt werden. Die interne 10-MHz-Referenz ist bei Bedarf mit anderen Referenzen synchronisierbar. Ein zusätzlicher Modus mit feiner Auflösung erlaubt es, den Takt mit einer Auflösung von 1 Hz einzustellen. Dadurch ist es möglich, die Abtastrate an andere Geräte anzupassen oder sich auf spezielle Eingangssignale einzustellen.

Alle vorgestellten Digitizer werden mit 4 GByte (2 Giga Samples) On-Board-Speicher ausgeliefert. Der große Speicher macht es einfach, lange und komplexe Signale zu erfassen. Zusätzlich bietet die Kartenserie eine ganze Reihe an Datenerfassungs- und Auslesemodi. Dazu gehören Einzelaufnahme (Transienten-Erfassung), Streaming (FIFO), segmentiert (Multiple Recording), torgesteuert (Gated Sampling) sowie die Kombination segmentierter Aufzeichnung von schnellen Signalteilen parallel zur langsamen Aufzeichnung des kompletten Signalverlaufs (ABA Modus). Alle Triggerereignisse können mit einem Zeitstempel versehen werden, was die Zuordnung vereinfacht und die Berechnung der Differenzen zwischen den Ereignissen erlaubt.

Mit ihren rauscharmen Eingangsverstärkern, den hoch auflösenden A/D-Wandlern und präziser Takterzeugung liefern die PXIe-Digitizer eine herausragende dynamische Performance. So erreichen die Karten typischerweise eine SNR von mehr als 70 dB, einen störungsfreien Dynamikbereich (SFDR) von mehr als 90 dB und eine harmonische Verzerrung (THD) von weniger als -70 dB. Diese Spezifikation erlaubt es nicht nur, kleinste Signalschwankungen eines großen Grundsignals zu detektieren, sondern verbessert auch die Wiederholgenauigkeit der Messungen sowie deren Genauigkeit.

Die neuen PXIe-Produkte basieren auf der bewährten M4i Serie von Standard PCIe Digitizern und kombinieren deren fortschrittliche Features mit dem Industriestandard PXIe. Die M4x Steckkarten belegen zwei Slots und können in jedem PXIe-Chassis verwendet werden. Im Vergleich zur PCIe-Plattform bietet der PXIe-Standard bessere mechanische Stabilität, robustere Steckverbindungen sowie einen definierten Luftstrom zur Kühlung. Mit diesen Eigenschaften ist PXIe die ideale Plattform für industrielle und mobile Anwendungen wie z.B. die Bereiche Luftfahrt, Verteidigung oder Transportwesen. Da Spectrums M4x Plattform auf einem modularen Konzept beruht, können viele neue PXIe-Produkte in kurzer Zeit auf den Markt gebracht werden – alle programmiert über eine einheitliche Software-Schnittstelle, die kompatibel zu bestehenden PCIe-, PCI- und LXI-Produkten ist.

Ein weiterer Vorteil der für mehrere Plattformen verfügbaren Technologie ist die Möglichkeit, auch auf den neuen PXIe-Produkten sofort die für die PCIe-Plattform erhältlichen Firmware-Optionen zu nutzen. Block Average und Block Statistik sind Optionen für Anwendungen mit hohen Triggerraten und dem Bedarf an hardwarebasierter Signalverarbeitung. Block Average kann genutzt werden, um das Signalrauschen zu reduzieren und die Messauflösung zu erhöhen, wohingegen Block Statistik eine Spitzenwerterkennung durchführt und eine Zusammenfassung einer Signalform mit Minimum, Maximum und Mittelwert liefert.

Zur Parametrierung und Steuerung der M4i Digitizer wird die digitizerNETBOX mit der hauseigenen leistungsstarken Software SBench 6 ausgeliefert. 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 ab. Eine Basisversion der Software ist kostenlos im Lieferumfang enthalten.

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

Die neuen Karten der M4x Serie sind ab sofort verfügbar und werden komplett mit Treibern und Beispielen sowie einer zweijährigen Herstellergarantie geliefert. Die Lieferzeit beträgt 4 bis 6 Wochen. Technischer Support sowie die Software und Firmware-Updates sind kostenlos verfügbar.

www.spectrum-instrumentation.com/



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