Herr Rovini, warum hat Spectrum Instrumentation beschlossen, nach dem Marktstart einer DDS-Firmware-Option im März 2024, jetzt auch zusätzlich DDS-Hardwareprodukte auf den Markt zu bringen?

Die DDS-Firmware, die wir im März eingeführt hatten, basiert auf unseren Arbiträrgeneratoren (AWGs) der Serie 66xx, die im Markt stark verbreitet sind. Diese Option ermöglichte es den Kunden, das Produkte wahlweise als AWG- oder als DDS-Signalquelle zu benutzen. Das ist für viele Anwender sehr praktisch, bedeutet aber auch, dass die DDS-Funktion auf maximal 20 Sinustöne oder Frequenzträger beschränkt ist. Nach der Einführung der DDS-Option stellten wir schnell fest, dass viele unserer Kunden nach Möglichkeiten suchten, noch mehr Töne zu erzeugen. Durch die Entwicklung der neuen DDS-Hardwareprodukte konnten wir die maximale Anzahl von Sinusträgern, die ein einzelner Kanal erzeugen kann, von 20 auf insgesamt 50 erhöhen.

Was sind die genauen Unterschiede zwischen dem Firmware-DDS und dem Hardware-DDS?

Wie schon erwähnt, wird die DDS-Firmware-Option auf ein Instrument geladen, dass eigentlich ein AWG-Produkt ist, wodurch die maximale Anzahl von Tönen auf einem einzelnen Kanal auf 20 begrenzt wird. Die Einschränkung ergibt sich daraus, dass wir praktisch alle auf diesen Produkten noch verfügbaren FPGA-Ressourcen genutzt haben. Durch die Entwicklung der neuen 96xx-Produktlinie, die sich ausschließlich auf DDS konzentriert, konnten wir erhebliche FPGA-Ressourcen freigeben. Dadurch sind wir in der Lage, zusätzliche Töne erzeugen, und zwar mehr als die doppelte Anzahl, von 20 Tönen bei einem Arbiträrgenerator der M4i.66xx-Serie mit DDS-Firmware hin zu 50 Tönen bei einem DDS-Generator der M4i.96xx-Serie.

Warum ist Spectrum bei DDS so aktiv? Ist das nicht ein Nischenmarkt?

Unser Engagement mit DDS begann mit Anfragen einiger unserer AWG-Kunden, die auf dem Gebiet des Quantencomputings forschen und entwickeln. Das ist ein ziemlicher Nischenmarkt, auch wenn das Thema in der Presse und im Web zur Zeit sehr präsent ist.

Als wir nach Möglichkeiten suchten, dieser Community zu helfen, wurde klar, dass die DDS-Signalerzeugung vielfältig nützlich sein kann. Tatsächlich haben wir bereits neue DDS-Kunden gefunden, die an der Manipulation biologischer Moleküle beteiligt sind, bei denen sie Akusto-Optische Deflektoren (AODs) ansteuern müssen.

Auch in der Kommunikation haben wir Neukunden, welche die Eigenschaften modulierter Wellenformen schnell ändern möchten. Da DDS-Generatoren problemlos Mehrtonsignale erzeugen können, eignen sie sich auch perfekt für eine Reihe dynamischer Halbleitertests. Beispielsweise sind hochwertige Mehrtonsignale ideal zum Testen und Charakterisieren von Komponenten wie Analog-Digital-Wandlern.

Wir haben erkannt, dass die Fähigkeit von DDS-Generatoren, hochreine Ton-, Mehrton- und modulierte Wellenformen zu erzeugen, sie zu einem sehr nützlichen Werkzeug macht, zumal die Programmierung dieser Wellenformen sehr einfach ist. Aus unserer Sicht ist DDS perfekt für viele Ingenieure und Wissenschaftler, und indem wir Firmware für unsere weltweit stark verbreiteten AWGs anbieten, als nun auch spezielle DDS-Generatoren, sind wir besonders breit aufgestellt. Es gibt 23 verschiedene AWGs, in die die DDS-Firmware eingespielt werden kann, und jetzt neu zwölf verschiedene Modelle unserer DDS-Generatoren.

Gab es bei der Entwicklung der neuen DDS-Produkte Probleme und Hindernisse?

Die größte Hürde war die Entscheidung über das Leistungsniveau der Produkte. Da wir Technik entwickeln möchten, die in einer Vielzahl sehr unterschiedlicher Anwendungen eingesetzt werden kann, ist es wichtig, Allzwecklösungen anzubieten.

Das bedeutet, Produkte zu entwickeln, die schnell und einfach in die Systeme unserer Kunden integriert werden können. Für die Serie 96xx haben wir eine bewährte Plattform gewählt, mit der wir ein breites Spektrum an Signalfrequenzen und -amplituden abdecken können. Die Ausgangskanäle werden mit Raten von bis zu 625 MS/s getaktet und verfügen jeweils über einen eigenen 16-Bit A/D-Wandler mit Front-End-Signalaufbereitung. Dank des Designs lässt sich ein sehr breiten Spektrum an Sinussignalen bis zu einer Frequenz von 200 MHz erzeugen.

Ein Schlüsselmerkmal jedes DDS-Produkts ist die Signalschaltgeschwindigkeit. Die Serie 96xx verfügt über einen sehr großen integrierten Speicher, der Millionen von DDS-Befehlen speichern kann. Durch flexibles Triggern können die Befehle mit einer Auflösung von nur 6,4 ns ausgegeben werden. Die Produkte sind außerdem vollständig programmierbar und verfügen über Programmierschnittstellen (APIs) für viele gängige Sprachen wie C++ und Python. Dadurch sind sie sehr einfach zu steuern und können schnell in ein bestehendes System integriert werden.

Die DDS-Hardware-Produktlinie umfasst zwölf verschiedene Modelle, aus denen der Kunde wählen kann – überfordert das einen interessierten Käufer nicht?

Überhaupt nicht, denn diese zwölf Modelle sind sehr unterschiedlich. Zum einen sind die Produkte in drei verschiedenen Formfaktoren erhältlich. Es gibt PCIe-Karten mit einem, zwei und vier Kanälen. PCIe kann in fast jedem handelsüblichen PC genutzt werden. Dann bieten wir PXIe-Module, die direkt in jedem Standard-PXIe-Gehäuse genutzt werden können. Hier besteht für die Anwender die Möglichkeit, Systeme zu erstellen, durch die Kombination mit anderen PXIe-Modulen aus unserem Portfolio wie Digitizern und AWGs, oder mit anderen auf dem Markt erhältlichen PXIe-Modulen wie I/O-Geräten, Vektorsignal-Analysatoren, Schaltern und Multimetern.

Schließlich sind die DDS-Generatoren auch als Netbox-Instrumente erhältlich. Dies sind eigenständige Systeme, die als mobile, Tisch- oder Rackmount-Geräte betrieben werden können. Sie können vom Benutzer über Ethernet von jedem beliebigen Computer aus komplett gesteuert werden. Da Netbox-Produkte ein eigenes System sind, können sie bis zu 24 Kanäle bieten. Das bedeutet, dass sie mehr DDS-Töne erzeugen können. Das Topmodell DN6.962-24 mit 24 Kanälen bietet bis zu 300 Töne. Die Benutzer von PCIe-Karten oder PXIe-Modulen können ähnliches tun, indem sie weitere Karten zu ihrem System hinzufügen.

Das Interview führte Hendrik Härter.