Um diese Übertragungsgeschwindigkeit zu erreichen, nutzen sie die 16-Lane-PCIe-Gen3-Technologie. Dadurch können die erfassten Daten entweder im Arbeitsspeicher des PCs gespeichert oder zur individuellen Signalverarbeitung und -analyse an CPU und GPU gesendet werden. Die Karten verfügen außerdem über eine Frontend-Schaltung mit einer Bandbreite von über 3 GHz und bis zu 16 GB (8 GSamples) Onboard-Speicher.
Mit einer 12-Bit-Auflösung bieten diese Digitalisierer die 16-fache Auflösung vieler digitaler Oszilloskope, die typischerweise 8-Bit-Analog-Digital-Wandler verwenden. Diese höhere Auflösung ermöglicht Messungen mit verbessertem Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) sowie größerer Genauigkeit und Präzision. Anwender können damit selbst feinste Signaldetails erfassen und charakterisieren, die von Geräten
mit geringerer Auflösung oft übersehen werden. Die Karten sind für die Verarbeitung einer Vielzahl von Signalen ausgelegt, wie sie beispielsweise in der Kommunikation, der Halbleiterprüfung, der Spektroskopie, optischen Systemen und der Quantenphysik auftreten. Die Frontend-Schaltung verfügt über eine Bandbreite von über 3 GHz mit programmierbaren Messbereichen von ±200 mV bis ±2,5 V sowie variablem Offset. Messungen können im Einzel- oder Mehrfachaufzeichnungsmodus durchgeführt werden. Die Mehrfachaufzeichnung unterteilt den internen Speicher in Segmente und ermöglicht die Erfassung zahlreicher Ereignisse, selbst bei sehr hohen Triggerraten. Es eignet sich ideal für Anwendungen wie serielle Bustests oder Geräte, die Stimulus-Response-Prozesse nutzen, wie beispielsweise LIDAR- und RADAR-Systeme. Für zusätzliche Flexibilität kann der Onboard-Speicher als Ringpuffer, ähnlich einem herkömmlichen Oszilloskop, oder als FIFO-Puffer für die kontinuierliche Datenübertragung an den PC verwendet werden.
Um selbst schwer fassbare Signale zu erfassen, stehen verschiedene Triggermodi für die Kanal- oder externen Triggereingänge zur Verfügung. Diese umfassen neben der herkömmlichen Flankentriggerung auch komplexere Methoden wie Window-, Reset-, logisches ODER/UND-, Software- und Delay-Triggerung. Die Triggerung erfolgt schnell und präzise, und die Wellenformdaten werden zusammen mit dem zugehörigen Trigger-Zeitstempel gespeichert. Die Frontplatte verfügt über SMA-Anschlüsse für Kanaleingänge, Takt- und Trigger-Ein- und Ausgänge sowie vier multifunktionale digitale I/O-Leitungen. Zusätzliche Takt- und Triggeranschlüsse ermöglichen die Synchronisierung der Karte mit weiteren Digitalisierern oder anderen Messgeräten.
Die Karten verwandeln nahezu jeden PC in ein leistungsstarkes Messgerät, indem sie einfach in einen geeigneten PCIe-Steckplatz eingesetzt werden. Dies eröffnet auch allen, die die neueste CPU- und GPU-Hardware für Signalverarbeitung und -analyse nutzen möchten, neue Möglichkeiten. Die Karten enthalten alle notwendigen Tools für die Verwendung auf einem Windows- oder Linux-PC. Ein Software Development Kit (SDK) ist im Lieferumfang enthalten, sodass die Karten in nahezu jeder gängigen Programmiersprache programmiert werden können. Dazu gehören C, C++, C#, Delphi, VB.NET, J#, Python, Julia, Java, LabVIEW und MATLAB. Das SDK enthält alle erforderlichen Treiberbibliotheken sowie Programmierbeispiele. Alternativ bietet das Unternehmen für Anwender, die keinen eigenen Code schreiben möchten, SBench 6 Professional an. Diese leistungsstarke Messsoftware ermöglicht die vollständige Steuerung der Karte und bietet zahlreiche Funktionen zur Datenvisualisierung, -analyse, -speicherung und -dokumentation.
Ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal aller PCIe-Karten von Spectrum Instrumentation ist ihre Fähigkeit, Daten direkt mit einer CUDA-GPU zu übertragen. Dies wird durch das SCAPP-Paket (Spectrum's CUDA Access for Parallel Processing) ermöglicht, das als kostengünstige Option erhältlich ist. SCAPP enthält die Treiber für die CUDA-GPU-Unterstützung und erlaubt es Anwendern, eigene Verarbeitungsroutinen zu entwickeln. Um die Ersteinrichtung zu vereinfachen, bietet das Paket funktionsfähige Beispiele, die angepasst und erweitert werden können. Es eignet sich ideal für Anwender, die datenintensive Verarbeitungsprozesse durchführen müssen, wie z. B. kontinuierliche Mittelwertbildung zur Rauschunterdrückung oder MPoint-FFTs für die Spektralanalyse.
Eine weitere Option für die neuen Karten ist die integrierte Summationsmittelwertbildung (Option M5i.33xx-spavg). Die Mittelwertbildung ist ein sehr nützliches Werkzeug zur Reduzierung unerwünschten Signalrauschens. Gleichzeitig kann sie die Messauflösung über die standardmäßige 12-Bit-Leistung von Digitalisierern hinaus verbessern und so einen größeren Dynamikbereich und ein verbessertes Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) ermöglichen. Diese Option nutzt die integrierte FPGA-Technologie (Field Programmable Gate Array) der Karte, um Signalverläufe zu mitteln, selbst bei einer Abtastrate von 10 GS/s. Das Ergebnis ist eine der schnellsten Signalmittelwertbildungslösungen auf dem Markt, die dank der extrem kurzen Totzeit von weniger als 40 ns zwischen den Ereignissen eine beeindruckende Mittelwertbildungsrate von bis zu 15 Millionen Ereignissen pro Sekunde ermöglicht.
Wie alle Produkte von Spectrum Instrumentation verfügen auch die neuen Karten M5i.3350-x16 und M5i.3357-x16 über eine 5-jährige Produktgarantie. Zusätzlich erhalten Sie direkten technischen Support vom Entwicklungsteam sowie kostenlose Software- und Firmware-Updates während der gesamten Produktlebensdauer. Die Serie M5i.33xx bietet fünf verschiedene Modelle mit einem oder zwei Kanälen, die Abtastraten von 3,2, 6,4 oder 10 GS/s und Bandbreiten von 1, 2 oder 3 GHz ermöglichen.
