Spectrum Instrumentation präsentiert zwei PCIe-Digitizer der neusten Generation und hebt damit die Leistung von PC-basierten Messkarten auf das nächste Level. Mit einem PCIe x16 Interface, Gen 3, sind die Karten in der Lage, erfasste Daten mit 12,8 GB/s kontinuierlich über den Bus zu streamen. Das ist fast doppelt so schnell wie bei jedem anderen derzeit auf dem Markt erhältlichen PCIe-Digitizer. Darüber hinaus können die neuen Karten dauerhaft mit ihrer maximalen Abtastrate von 6,4 GS/s und 12 Bit Auflösung aufzeichnen und die erfassten Daten direkt an den PC-Speicher oder sogar an CPUs und CUDA-basierte GPUs zur sofortigen Verarbeitung und Analyse übertragen.
Zu den neuen Produkten gehört das Modell M5i.3330-x16, eine Einkanal-Karte mit bis zu 6,4 GS/s Abtast-Geschwindigkeit, sowie die Variante M5i.3337-x16 (Abbildung), eine Zweikanal-Karte mit synchronem 3,2 GS/s-Sampling auf zwei Kanälen oder vollen 6,4 GS/s auf einem Kanal. Mit einer Auflösung von 12 Bit bieten diese schnellen Digitizer einen außergewöhnlichen Dynamikbereich. Dieser ist bis zu 16-mal besser als bei den meisten digitalen Oszilloskopen oder vergleichbaren 8 Bit Digitizern. Die zusätzliche Auflösung führt zu einer stark verbesserten Genauigkeit der Spannungsmessung und ermöglicht es, feinste Signaldetails darzustellen, die von Geräten mit niedrigerer Auflösung oft nicht erfasst werden. Timing-Messungen sind dank einer PLL-basierten internen Clock mit einer Genauigkeit von mehr als 1 ppm ebenfalls außergewöhnlich präzise.
Großer integrierter Speicher
Die Karten sind für eine Vielzahl von Signalen ausgelegt und verfügen über ein voll funktionsfähiges Frontend mit einer Bandbreite von über 2 GHz, programmierbare Eingangsbereiche von ±200 mV bis zu ±2,5 V sowie einen variablen Offset. Der große integrierte Speicher erleichtert die Erfassung langer und komplexer Wellenformen. 4 GB (2 GSamples) Arbeitsspeicher sind standardmäßig vorhanden und können bei Bedarf auf beachtliche 16 GB (8 GSamples) erweitert werden. Single Shot- und Multiple-Aufzeichnungsmodi werden unterstützt, zusammen mit Trigger-Zeitstempeln. Die Mehrfachaufzeichnung unterteilt den Arbeitsspeicher in Segmente und ermöglicht die Erfassung zahlreicher Ereignisse, selbst bei sehr hohen Triggerraten. Dies ist perfekt für Situationen, wie sie beim Testen serieller Busse auftreten, oder bei Stimulus-Response-Anwendungen wie LIDAR und RADAR. Für zusätzliche Flexibilität kann der integrierte Speicher als Ringpuffer verwendet werden, der ähnlich wie ein herkömmliches Oszilloskop funktioniert, oder als FIFO-Puffer für das kontinuierliche Streamen von Daten in die PC-Umgebung.
Für die Erfassung und Analyse von Hochfrequenzsignalen
Die Integration der Karten in fast jedes Testsystem ist sehr einfach, da die Frontplatten über SMA-Buchsen für die Kanaleingänge sowie vier multifunktionale digitale I/O-Leitungen verfügen. Ebenfalls als SMA-Anschlüsse sind die Eingänge und Ausgänge für Takt und Trigger ausgeführt, mit deren Hilfe die Karten z.B. mit weiteren Digitizern oder anderen Messgeräten synchronisiert werden können.
Um die Übertragungsgeschwindigkeit der neuen Digitizer zu überprüfen, erprobte das Entwicklerteam von Spectrum die Karten auf einer Vielzahl unterschiedlicher PC-Plattformen. Die maximalen Übertragungsgeschwindigkeiten wurden mit einem AMD EPYC Model 7252 Serverprozessor erreicht. Die Entwickler testeten auch direkte RDMA-Datenübertragungen bei voller Geschwindigkeit von den Digitizer-Karten zu einer Nvidia-P2000-GPU. Um Daten direkt auf eine CUDA-GPU mit bis zu 5000 Prozessor-Kernen zu streamen, ist das SCAPP-Paket (Spectrum’s CUDA Access for Parallel Processing) nötig, welches als kostengünstige Option erhältlich ist. SCAPP enthält die notwendigen Treiber für die CUDA-GPU-Unterstützung und ermöglicht Benutzern, ihre eigenen Verarbeitungsroutinen zu entwickeln. Arbeitsbeispiele für gängige Funktionen wie kontinuierliche Mittelwertbildung zur Rauschunterdrückung und FFTs zur Spektralanalyse sind ebenfalls enthalten.
Werden die Digitizer in einem PC installiert, auf dem ein Windows- oder Linux-Betriebssystem läuft, können die Karten in fast jeder gängigen Sprache programmiert werden. Dazu gehören C, C++, C#, Delphi, VB.NET, J#, Python, Julia, Java, LabVIEW und MATLAB. Jede Karte wird mit einem Software-Development-Kit geliefert, das alle notwendigen Treiberbibliotheken und Programmierbeispiele enthält. Wer keinen eigenen Code schreiben möchte, für den bietet das Unternehmen alternativ SBench 6 an. Diese leistungsstarke Messsoftware bietet vollständige Kartenkontrolle sowie eine Vielzahl von Anzeige-, Analyse-, Speicher- und Dokumentationsfunktionen.
