Digitizer-Messkarten Messdaten über zwei synchrone Kanäle mit 3,2 GS/s abtasten

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Zuwachs bei den Digitizer-Messkarten M5i: Spectrum bringt eine neue Messkarte auf den Markt. Sie bietet eine Bandbreite von 1 GHz, programmierbare Eingänge sowie die Möglichkeit, die Messkarte mit fast jeder Programmiersprache anzusprechen.

Im März hatte dieses Jahres hatte Spectrum Instrumentation seine Digitizer-Messkarte der Familie M5i der Öffentlichkeit vorgestellt. Eine Besonderheit ist der Einsatz des PCIe-x16-Interfaces der Generation 3 für das Daten-Streaming. Die ELEKTRONIKPRAXIS hatte sich zur Veröffentlichung mit Chefentwickler Oliver Rovini unterhalten. Das Interview und die technischen Details der Messkarten lesen Sie hier.

Jetzt bekommen die Digitizer-Karten aus der Serie M5i Zuwachs: Die Entwickler von Spectrum Instrumentation haben eine spezielle Variante für Zweikanal-Anwendungen auf den Markt gebracht. Es liefert für zwei synchrone Kanäle eine Abtastrate von bis zu 3,2 GS/s bei einer Auflösung von 12 Bit.

Variables Offset und Speicher als Ringpuffer

Das Modell bietet eine Bandbreite von 1 GHz sowie programmierbare Eingänge von ±200 mV bis ±2,5 V sowie ein variables Offset. Der Speicher lässt sich ähnlich wie bei einem herkömmlichen Oszilloskop als Ringpuffer nutzen. Aber er lässt sich auch als FIFO-Puffer verwenden, um die erfassten Daten direkt über den Bus zu streamen.

Bei Mehrfachaufzeichnung wird der Speicher in Segmente unterteilt und es lassen sich Ereignisse selbst mit sehr hohen Triggerraten erfassen. Trigger-Zeitstempel und verschiedene anspruchsvolle Trigger-Modi wie Software, Window, Re-Arm, Logic und Delay sorgen dafür, dass kein Messereignis verpasst wird.

Schnelle Signale erfassen

Aufgrund des Funktionsumfangs der Messkarte lassen sich mit dem neuen Modell schnelle Signale erfassen, wie in der Glasfaseroptik, Massenspektrometrie, Halbleiterprüfung, HF-Aufzeichnung, KI sowie für Radar, Lidar, Kommunikationstechnik, Astronomie und Quantentechnologie.

Zwei Lüfter auf der Rückseite der Karte kühlen die Messkarten, indem sie die Wärme aus dem Computer durch die Löcher in den beiden Frontplatten abtransportieren. Daher muss sich der Nutzer keine Gedanken darüber machen, ob der PC über genügend interne Luftzirkulation verfügt, um die Karte ausreichend zu kühlen.

Fast jede Programmiersprache ist möglich

Verbaut man die Digitizer in einem PC mit Windows oder Linux, lässt sich die neue Karte in fast jeder gängigen Sprache programmieren. Dazu gehören C, C++, C#, Delphi, VB.NET, J#, Python, Julia, Java, LabVIEW und MATLAB.

Jede Karte wird mit einem Software-Development-Kit (SDK) geliefert, das alle notwendigen Treiberbibliotheken und Programmierbeispiele enthält. Wer keinen eigenen Code schreiben möchte, für den bietet Spectrum Instrumentation alternativ SBench 6 Professional an. Diese Software bietet vollständige Kartenkontrolle sowie eine Vielzahl von Anzeige-, Analyse-, Speicher- und Dokumentationsfunktionen.

Signalanalyse in Echtzeit ist möglich

Wird die aktuelle CPU- und GPU-Technologie verwendet, ist sogar die Signalanalyse in Echtzeit möglich. Ein Beispiel: Die neuen Karten wurden bei voller Geschwindigkeit getestet, mit direkter RDMA-Datenübertragung zu einer Nvidia RTX A4000-GPU. Diese GPU mit ihren 6.144 parallelen Kernen hat komplexe Analysen durchgeführt, wie kontinuierliche Mittelwertbildung zur Rauschunterdrückung und MPunkte-FFTs für die Spektralanalyse.

Das war eine lückenlose Verarbeitung sämtlicher Daten, bei eingehenden Signalen von 3,2 GS/s Geschwindigkeit auf beiden Kanälen. Die Möglichkeit, Daten direkt auf eine CUDA-GPU zu streamen, ist mit dem kostengünstigen SCAPP-Paket (Spectrum CUDA Access for Parallel Processing) möglich. SCAPP enthält die notwendigen Treiber für die GPU-Unterstützung und ermöglicht es Anwendern, ihre eigenen Verarbeitungsroutinen zu entwickeln. Für den leichteren Einstieg enthält das Paket modifizierbare Programmierbeispiele.

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