Благодаря обработке данных на встроенной FPGA, цифровые преобразователи могут уменьшить объем данных, которые необходимо хранить или передавать для последующего анализа.
Новая опция поддерживает усреднение сигналов с частотой повторения до 2 миллионов событий в секунду и доступна для всех 52 моделей серии 59xx как в формате PCIe, так и в формате Ethernet (LXI).
Обработка сигналов непосредственно на ПЛИС:
усреднение методом суммирования позволяет объединять несколько измерений повторяющегося сигнала для уменьшения влияния некоррелированного случайного шума.
Новая функция от Spectrum Instrumentation выполняет эту обработку непосредственно на аппаратном обеспечении дигитайзера, устраняя необходимость предварительной передачи всех измерений на компьютер для обработки. По данным компании, реализация на ПЛИС позволяет обрабатывать сигналы с частотой до 64 KiSamples за одно измерение, даже при высокой частоте повторения.
Оливер Ровини, технический директор компании Spectrum Instrumentation, подчеркивает, что эта функция предназначена для применений, где сигналы низкого уровня могут быть замаскированы или искажены шумом. Производитель упоминает масс-спектрометрию, лидар, радиоастрономию, автоматизацию, радар, биомедицину, ядерную физику, связь и гидролокацию в качестве потенциальных областей применения.
16-битные дигитайзеры со скоростью до 125 Мс/с.
Серия Spectrum Instrumentation 59xx включает 52 модели, в том числе 24 варианта с платами PCIe и 28 приборов на базе Ethernet. Эти приборы обеспечивают максимальную частоту дискретизации в реальном времени от 5 до 125 Мс/с с 16-битным разрешением. Платы PCIe доступны в конфигурациях от 1 до 8 входных каналов, а автономные приборы предлагают от 4 до 48 каналов.
Spectrum также позволяет подключать платы PCIe через свою фирменную систему Star-Hub, что позволяет создавать полностью синхронизированные системы сбора данных с количеством каналов до 128. Платы PCIe поддерживают передачу полученных данных на компьютер или графический процессор по шине со скоростью до 700 МБ/с. В эту линейку в качестве дополнительной опции обработки сигнала включена новая функция усреднения.
Улучшение отношения сигнал/шум за счет усреднения:
суммирование — это метод обработки во временной области, который объединяет несколько измерений одного и того же сигнала. Когда сигнал повторяющийся, а шум случайный и некоррелированный, усреднение уменьшает вклад шума и восстанавливает детали, которые могут быть скрыты в одном измерении. По данным Spectrum Instrumentation, в идеальных условиях улучшение отношения сигнал/шум пропорционально квадратному корню из числа усредненных измерений.
Например, усреднение 64 измерений может обеспечить улучшение отношения сигнал/шум до 12 дБ, что эквивалентно приблизительному увеличению разрешения измерения на 2 бита.
Компания представляет эту функцию как способ расширения возможностей измерения своих 16-битных дигитайзеров, особенно при работе с сигналами низкой амплитуды.
получения сигнала амплитудой 300 мкВ
с помощью дигитайзера M2p.5962. В этом тесте сигнал приблизительно 300 мкВ регистрируется с частотой дискретизации 125 Мс/с. В исходном изображении сигнал полностью заглушен случайным шумом. Усреднение восьми измерений позволяет выявить детали, невидимые в отдельных снимках, включая три импульса, разделенных интервалом в 3,6 мкс. Усреднение 64 измерений дополнительно улучшает качество сигнала и позволяет идентифицировать импульс приблизительно 300 мкВ, за которым следуют другие импульсы меньшей амплитуды. Этот пример показывает, как обработка методом усреднения может облегчить наблюдение низкоуровневых повторяющихся сигналов в присутствии шума.
, доступная для всех 52 моделей серии 59xx,
продается под артикулом M2p.xxxx-spavg. Компания Spectrum Instrumentation подтверждает, что она доступна для новых дигитайзеров серии 59xx.
Ее также можно установить в качестве обновления на существующих устройствах, что позволяет добавить функцию усреднения без замены дигитайзера.
