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Erhöhte Eingangsempfindlichkeit für Digitizer

20. April 2017 - Spectrum Instrumentation stellt die neue Option M2i.22xx-ir40m für die 22xx Serie der ultra-schnellen Digitizer vor. Die Option erhöht die Eingangsempfindlichkeit mit vier neuen Eingangsbereichen von ±40 mV bis ±0.5 V und damit auch die Auflösung für kleinpegelige Signale. Die Standardprodukte sind optimiert für die Aufzeichnung, Speicherung und Analyse von Signalen zwischen ±200 mV und ±2.5 V.

Oliver Rovini, Spectrums technischer Leiter sagt zu der neuen Option: „Der modulare Aufbau unserer gesamten Produktpalette erlaubt es uns, diese Option des Eingangsverstärkers in der kompletten 22xx Serie anzubieten. Die optimale Anpassung des Eingangsbereichs eines Digitizers an das zu erfassende Signal ist sehr wichtig, da nur so der maximale Dynamikbereich ausgeschöpft und die Messgenauigkeit und Auflösung voll ausgenutzt werden können. So kann zum Beispiel nur die Hälfe der A/D Auflösung genutzt werden, wenn das Signal nur die Hälfte des Eingangsbereichs ausfüllt. Noch kleinere Signale nutzen sogar einen noch kleineren Teil der Auflösung, was zu einer deutlichen Reduzierung des Signal-Rausch-Abstandes (SNR) führt. Mit der neuen Option können empfindlichere Eingangsbereiche genutzt werden, die auch für kleinste Signale den Dynamikbereich des A/D Wandler komplett ausnutzen können.“

Als Beispiel nennt er einen gängigen 10 Bit Digitizer mit ebenfalls 5 GS/s Abtastrate mit einem kleinsten Eingangsbereich von ±0.5 V bei 50 Ω, der ein Signal von etwa 50 mV aufzeichnen soll. Der 10 Bit Wandler bietet 1024 (210) Zustände mit einer Empfindlichkeit von etwa 1 mV (1 V/1024). Das Testsignal würde nur etwa 50 Zustände des A/D Wandlers überdecken. Spectrums 22xx Serie mit ebenfalls 5 GS/s Abtastrate basiert auf 8 Bit A/D Technologie und bietet 256 (28) Zustände. Durch Nutzung der neuen Option steigt hier die Empfindlichkeit auf etwa 300 µV (80 mV/256). Bei dem angenommenen Testsignal führt dies zu einer drei mal höheren Auflösung als bei dem deutlich teureren 10 Bit Produkt.

Falls noch kleinere Signale aufgenommen werden müssen, können die Digitizer der 22xx Serie zusammen mit Spectrums externen Hochfrequenz-Vorverstärkern (bis zu 2 GHz) der SPA Serie genutzt werden. Diese Geräte bieten Verstärkungsfaktoren von x10 (20 dB) oder x100 (40 dB), was die Aufnahme von Signalen im unteren mV-Bereich ermöglicht.

Die 22xx Digitizer Serie von Spectrum ist in verschiedenen Formaten wie PCIe, PXIe oder LXI verfügbar. Modelle mit Abtastraten von 1,25 GS/s, 2,5 GS/s und 5 GS/s mit Bandbreiten von 500 MHz oder 1,5 GHz sind verfügbar. Die Kartenmodelle für PCIe und PXIe sind mit ein, zwei oder vier Eingängen verfügbar, wohingegen die größeren LXI-Geräte bis zu 24 Kanäle bieten.

Alle Digitizer von Spectrum sind pro Kanal mit einem eigenen A/D Umsetzer (ADC), großem Aufzeichnungsspeicher von 1 GSample und einer unabhängigen Signalkonditionierung ausgestattet. Alle A/D Wandler werden synchron getaktet und ermöglichen über den konstanten Phasenbezug Timing-Messungen zwischen den Kanälen mit der bestmöglichen Genauigkeit. Die Kombination aus schneller Abtastrate, hoher Bandbreite und großem Aufzeichnungsspeicher erlaubt es dem Digitizer, lange und komplexe Hochfrequenzsignale aufzuzeichnen. Ebenso ist die Charakterisierung und Vermessung von Signalen im Bereich von Nano- Sekunden und darunter möglich.

Fortschrittliche Aufzeichnungsmodi

Entwickelt, um eine ganze Reihe von verschiedensten Signalen aufzeichnen zu können, bietet der Digitizer eine breite Palette an Aufzeichnungsmodi: Einzelaufnahme zur Aufzeichnung von transienten Vorgängen, Multiple Recording für die Aufzeichnung von schnell hintereinander folgenden Bursts oder Paketen, Gated Sampling für die torgesteuerte Aufzeichnung sowie der ABA Modus, der die Funktionalität eines Datenschreibers imitiert und gleichzeitig schnelle und langsame Ereignisse erfassen kann. Alle Aufzeichnungsmodi können mit dem schnellen FIFO-Modus kombiniert werden, der es erlaubt, die Daten kontinuierlich an den Host-PC zu übertragen.

Dabei können jeder Eingangskanal sowie zwei externe Triggereingänge als Triggerquellen einzeln genutzt oder auch mit AND/OR Logik kombiniert werden. Diese Logikfunktion ermöglicht es auf bestimmte Eingangspattern zu triggern. Triggereignisse können dabei mit einem Zeitstempel versehen werden, um die zeitliche Position des Ereignisses bestimmen zu können.

Umfangreiche Software-Unterstützung

Die Digitizer kommen mit allen Tools, die nötig sind, elektronische Daten zu erfassen, zu digitalisieren und zu analysieren. Zusammen mit den Geräten werden Treiber und Beispiele für nahezu jede populäre Programmiersprache geliefert. Dazu gehören C++, Visual Basic, VB.NET, C#, J#, Delphi, Java und Python. Genauso wird Software von Drittherstellern wie LabVIEW, LabWindows und MATLAB direkt unterstützt.

Zur Parametrierung und Steuerung der 22xx 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 kann genauso Signalparameter vermessen, FFTs 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.

Sofort verfügbar

Alle Digitizer der 22xx Serie sind zusammen mit der neuen Eingangsverstärker-Option in voller Produktion und sofort verfügbar. Alle Geräte werden nach einem kompletten Test mit einer Basisversion von Spectrums SBench 6, Treibern und dem vollen SDK ausgeliefert. Dabei gibt Spectrum zwei Jahre Garantie auf die Produkte. Technischer Support, der ebenfalls Firmware und Software-Updates beinhaltet, sind ohne Zusatzkosten verfügbar.

www.spectrum-instrumentation.com/