Messdaten erfassen PXIe-Karte streamt bis zu 1,7 GByte in der Sekunde

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

Eine Serie von Messkarten auf Basis von PXI stellt Spectrum Systementwicklung mit der Serie M4x.44xx vor. Die Karten bieten 14 und 16 Bit bei maximal 500 MS/s.

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Die PXI-e-Digitizer von Spectrum Systementwicklung sind mit zwei oder vier Kanälen verfügbar.
Die PXI-e-Digitizer von Spectrum Systementwicklung sind mit zwei oder vier Kanälen verfügbar.
(Bild: Spectrum)

Seine erfolgreiche Digitizer-Karten ergänzt Spectrum Systementwicklung ab sofort mit Modellen für den PXI-Standard. Die Serie M4.44xx besteht insgesamt aus sechs Modellen, jeweils mit einen doppelt breiten 3U-Modul mit einem 4-Lane PCI-Express-Generation-2-Interface. Damit garantiert der Hersteller einen Datentransfer von mehr als 1,7 GByte/s.

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Die neuen Digitizer bieten Versionen mit zwei und vier voll synchronen Kanälen und sind erhältlich mit 14-Bit-Auflösung für Abtastraten bis 500 MS/s oder 16 Bit Auflösung für Abtastraten bis 250 MS/s bzw. 130 MS/s. Mit einer Analogbandbreite von bis zu 250 MHz passen die Digitizer perfekt in ATE-Systeme, in denen Signale im Bereich von 1 bis 200 MHz mit der besten verfügbaren Kombination aus Auflösung und Geschwindigkeit aufgezeichnet werden sollen.

Eigener monolithischer A/D-Wandler

Jeder Eingangskanal der Digitizer ist mit einem eigenen monolithischen A/D-Wandler sowie einem rauscharmen Verstärker ausgestattet. Voll programmierbar bietet dieser sechs Eingangsbereiche von ±200 mV bis ±10 V, eine wählbare Eingangsimpedanz von 50 Ohm oder 1 MOhm sowie AC- oder DC-Kopplung. Zusätzlich kann ein internes Bandbreitenfilter aktiviert werden, um hochfrequente Rauschsignale zu unterdrücken, die eventuell Nutzinformationen überlagern. Als Stecker stehen SMA- und MMCX-Stecker zur Verfügung. Zudem befindet sich auf der Karte eine On-Board-Kalibrierung.

Der Eingangsverstärker wird durch ein leistungsfähiges Triggersystem sowie eine vielseitige Takteinheit ergänzt. Triggerquelle kann jedes der Eingangssignale, ein oder zwei separate externe Triggereingänge, eine der acht PXI-Triggerleitungen oder der PXI Star Trigger sein. Als Triggermodi werden unter anderem Flanke, Fenster, Software oder Re-Arm unterstützt, wobei verschiedene Triggerquellen logisch miteinander verknüpft werden können.

Die Takterzeugung bietet viele Möglichkeiten. Der Takt kann intern oder extern generiert werden. Dabei kann als Quelle sowohl der 100-MHz-PXIe-Differenztakt dienen als auch der 10-MHz PXI-Takt benutzt werden. Die interne 10-MHz-Referenz lässt sich mit anderen Referenzen synchronisieren. Ein zusätzlicher Modus mit feiner Auflösung erlaubt es, den Takt mit einer Auflösung von 1 Hz einzustellen. Dadurch ist es möglich, die Abtastrate an andere Geräte anzupassen oder sich auf spezielle Eingangssignale einzustellen.

Lange und komplexe Signale erfassen

Alle vorgestellten Digitizer werden mit 4 GByte (2 GSamples) On-Board-Speicher ausgeliefert. Dank des Speichers lassen sich lange und komplexe Signale erfassen. Zusätzlich bietet die Kartenserie verschiedene Datenerfassungs- und Auslesemodi. Dazu gehören Einzelaufnahme (Transientenerfassung), Streaming (FIFO), segmentiert (Multiple Recording), torgesteuert (Gated Sampling) sowie die Kombination segmentierter Aufzeichnung von schnellen Signalteilen parallel zur langsamen Aufzeichnung des kompletten Signalverlaufs (ABA-Modus).

Alle Triggerereignisse lassen sich mit einem Zeitstempel versehen, was die Zuordnung vereinfacht und die Berechnung der Differenzen zwischen den Ereignissen erlaubt.

Die Messkarten erreichen typischerweise eine SNR von mehr als 70 dB, einen störungsfreien Dynamikbereich (SFDR) von mehr als 90 dB und eine harmonische Verzerrung (THD) von weniger als -70 dB. Diese Spezifikation erlaubt es nicht nur, kleinste Signalschwankungen eines großen Grundsignals zu detektieren sondern verbessert auch die Wiederholgenauigkeit der Messungen sowie deren Genauigkeit.

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