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Hybride Messbox erzeugt, erfasst und analysiert elektronische Signale

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Das tragbare Messinstrument hybridNETBOX ist ein Mehrkanal-AWG und -Digitizer in einem Gerät. Anwender können gleichzeitig Signale generieren und aufzeichnen. Auch für den Baugruppentest eignet sich das Gerät.

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Hybride Messbox: Mit der hybridNETBOX bietet Spectrum Instrumentation einen Mehrkanal-AWG und -Digitizer in einem Gerät.
Hybride Messbox: Mit der hybridNETBOX bietet Spectrum Instrumentation einen Mehrkanal-AWG und -Digitizer in einem Gerät.
(Bild: Spectrum Instrumentation)

Die hybridNETBOX von Spectrum Instrumentation gerneriert und erfasst Signale gleichzeitig. Es stehen sechs Modelle zur Auswahl, die zwei, vier oder acht Paare von aufeinander abgestimmten AWG- und Digitizer-Kanälen bieten, wobei Ausgangs- und Abtastraten von 40, 80 und 125 Megasamples pro Sekunde möglich sind. Dank ihrer hybriden Eigenschaft eignen sich die Messboxen für das automatisierte Test im Closed-Loop- oder Stimulus-Response-Verfahren. Es können beispielsweise Echosignale wie bei Radar, Sonar, Lidar oder Ultraschall gleichzeitig erzeugt und erfasst werden.

Damit die Signale präzise und rauscharm generiert und erfasst werden können, sind in der Messbox 16-Bit-Wandler verbaut. Alle Kanäle sind aufeinander synchronisiert und teilen sich einen gemeinsamen Takt und Trigger. Die AWG-Kanäle können nahezu jede Wellenform erzeugen, mit Signalamplituden von bis zu ±6 V bei 50 Ohm oder ±12 V bei hohen Impedanzen.

Testroutinen einfach erstellen

Zu den Wellenform-Ausgabemodi gehören Single-Shot, Loop, FIFO-Streaming, Gated Replay und Sequence Replay – das ermöglicht eine einfache Erstellung von Testroutinen, egal ob simpel oder komplex. Die Digitizer-Kanäle sind für eine Vielzahl von Eingangssignalen ausgelegt. Sie haben variable Eingangsbereiche von ±200 mV bis ±10 V mit voll programmierbarem Offset und wählbarer Eingangsimpedanz von 50 Ohm und einem Megaohm. Alle Eingänge können zwischen Single-Ended und differentiellem Betrieb umgeschaltet werden. Wie bei den AWG-Kanälen gibt es eine Reihe von Betriebsmodi, darunter Single-Shot, FIFO-Streaming, Multiple Recording, Gated Sampling und ABA (Sampling Rate Switching).

Kombiniert mit verschiedenen Auslösemodi wie Kanal, Extern, Software, Window, Impuls, Re-Arm, Spitze, Logik und Delay. Damit wird sichergestellt, dass alle Ereignisse erfasst werden können. Zusätzlich zu den Digitizer- und AWG-Kanälen befinden sich auf der Frontplatte jeder hybridNETBOX mehrere digitale Mehrzweck-I/O-Anschlüsse. Sie lassen sich beispielsweise als Markerausgänge benutzen, um externe Geräte im Testaufbau komplett synchron zu den Signalen der AWG-Kanäle zu steuern. Ebenso ist es möglich, die Messbox mit anderen Geräten zu synchronisieren, da auf der Frontplatte auch externe Ein-/Ausgänge für Clock und Trigger vorhanden sind.

Mit PC verbinden und starten

Die hybridNETBOX-Instrumente sind vollständig LXI-kompatibel und lassen sich leicht steuern und bedienen. Das Gerät wird über den GBit-Ethernet-Anschluss auf der Rückseite mit einem PC oder einem Netzwerk verbunden. Zum Lieferumfang gehört die Software SBench 6 Professional für die Steuerung der kompletten Hardware sowie für Signalerzeugung, Signalerfassung, Datenanalyse, Speicherung und Dokumentation.

Mit SBench 6 können Wellenformen mithilfe von Standardfunktionen und mathematischen Gleichungen erstellt werden. Außerdem können Signale mit den Digitizer-Kanälen erfasst und dann zur Wiedergabe an die AWG-Kanäle übertragen werden. Der Datenaustausch mit anderen Programmen oder Geräten, wie Oszilloskopen, ist im Binär-, ASCII- oder Wave-Format möglich. Die vollständig programmierbare hybridNETBOX enthält Treiber für Windows- und Linux-Betriebssysteme sowie Programmierbeispiele für C ++, LabVIEW, MATLAB, Visual Basic .NET, Python und andere beliebte Programmiersprachen.

Nachgefragt: Interview mit Oliver Rovini

Spectrum Instrumentation bietet seit 2014 die „digitizerNETBOX“ an. Bisher waren Generator/Digitizer getrennt. Warum jetzt eine hybride Box?

Wir sind mit der Entwicklung und dem Vertrieb von Messkarten auf Basis PCIe und PXIe sowie ihren Vorgängern groß geworden. Durch den modularen Aufbau sowie die Möglichkeit der Synchronisation wurden diese bereits in vielen Anwendungsgebieten als Kombination aus Generator und Digitizer genutzt. Eine Kombination aus Sende- und Empfangskanälen in einem kompakten Gerät war ein besonderer Kundenwunsch. Die hybridNETBOX bietet mehrere synchronisierte, gleichwertige Kanäle in beide Richtungen in einem tragbaren Gehäuse, das auch optional mit einem DC-Netzteil ausgerüstet werden kann.

Wer ist Zielgruppe für die Box?

Zielgruppe ist jeder Anwender, der Stimulus-Response Messaufgaben hat oder Record/Replay-Anwendungen. Beispiele sind die MIMO-Kommunikation, bei der Erzeugung und Aufzeichnung von Echosignalen wie Ultraschall, Radar, Sonar, Lidar oder im ATE-Bereich bei der Schaltungs- oder Bauteilprüfung. Die Möglichkeiten sind vielfältig und die portable Box ist ein universelles Messgerät für das Labor. Der Vorteil einfacher Konnektivität mit verschiedensten Rechnern sowie mobil, wird sicher in Forschung und Entwicklung zum Tragen kommen. Als Rekorder mit Replay-Funktion eingesetzt kann die hybridNETBOX zur Aufzeichnung von Testsignalen direkt im Feldbetrieb am Objekt genutzt werden und diese dann später beliebig häufig im Laborbetrieb wiedergeben.

Fassen Sie doch bitte noch einmal kurz die Vorteile der neuen hybriden Box zusammen!

Die erste Version der hybridNETBOX gibt es mit Abtastraten von 40 MS/s und 125 MS/s und sie bietet zwei, vier oder acht synchrone Kanäle, jeweils für beide Richtungen. Die Auflösung für beide Richtungen beträgt 16 Bit. Der Digitizerteil hat weit konfigurierbare Eingangsverstärker mit mehreren Eingängen von ±200 mV bis ±10V, programmierbarem Offset und programmierbarer Terminierung. Der Generatorteil hat einen programmierbaren Ausgangspegel und Offset bis ±12 V (2- und 4- Kanalvariante) bzw. ±6 V (8-Kanal-Variante).

Pro Richtung steht ein Datenspeicher von 1 GByte (512MSamples) bereit. Neben den Analogkanälen bieten die Boxen verschiedene Zusatzsignale wie Trigger und Takt Ein- und Ausgang. Für externe Geräte gibt es synchrone Digitalausgänge bzw. -eingänge direkt auf der Frontblende. Hiermit können Experimente synchron zu den Analogdaten geschaltet und digitale Informationen direkt mit aufgezeichnet werden. Intern ist sie modular aufgebaut, so dass der Digitizer- und der Generatorteil komplett unabhängig voneinander benutzt werden kann.

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