在直接数字转换 (DDC) 过程中，射频或微波信号被转换为包含目标信号的基带信号。这种转换显著减少了最终数据集的大小，同时提高了信号质量和测量精度。Spectrum Instrumentation 提供 48 种不同的基于 PCIe 的数字化仪（采样率从 5 MS/s 到 10 GS/s），这些数字化仪均可执行新的 DDC 功能，客户可以根据其应用选择“完美匹配”的型号。.
集成FPGA DDC还是外置GPU卡？
大多数DDC数字化仪方案都采用集成FPGA（现场可编程门阵列）技术。输入的模拟信号在送至FPGA进行下变频之前会被转换为数字数据。这种方法快速高效，但也有其局限性。它需要大型且昂贵的FPGA技术以及定制固件。定制固件也极具挑战性，需要专业的固件开发技能和昂贵的软件工具。利用Spectrum公司的SCAPP（Spectrum的CUDA并行处理访问）软件开发工具包，数字化仪采集的数据可以通过其PCIe总线直接传输到基于CUDA的GPU。GPU拥有数千个并行工作的内核，因此可以使用C/C++编写处理软件。这大大简化了DDC的实现，因为只需掌握标准编程技能即可完成定制。从成熟的DDC示例入手可以立即获得结果，并为进一步的软件优化提供平台。
一个传输速度高达 12.8 GB/s 的工作示例。Spectrum
Instrumentation 的数字化仪产品系列包括基于三种不同平台（M2p、M4i 和 M5i）的 PCIe 卡。它们提供从 5 MS/s 到超高速 10 GS/s 的采样率，分辨率从 8 位到 16 位，带宽从 2.5 MHz 到超过 3 GHz。如图 1 所示，M5i 系列是该系列的顶级产品，提供最快的采样率和最高的带宽，所有功能均支持 12 位分辨率。M5i 系列的另一个关键特性是其能够以 12.8 GB/s 的市场领先速度通过 PCIe 总线传输数据。
图示为信号降采样前后的频域截图。本例中使用了一块 M5i.3337-x16 数字转换器卡，以 6.4 GS/s 的采样率对 702 MHz 的输入信号进行采样。采集到的数据以最大 12.8 GB/s 的传输速率连续传输至拥有 6144 个核心的 Nvidia RTX A4000 GPU。数据到达 GPU 后，程序即可访问执行降采样功能所需的各种处理模块，包括直接数字合成器 (DDS)、低通滤波和降采样模块。GPU 负责执行所有必要的降采样任务。在这种情况下，它将数据与复杂的正弦波（由 DDS 生成）混合，应用移动平均，对结果进行抽取（在本例中为 512 倍），将抽取后的数据通过有限脉冲响应 (FIR) 滤波器，重新缩放，然后将处理后的数据传输到 PC 的内存中进行存储（或进一步处理）。.
两张频域截图显示，经过降维处理的信号（绿色）的信噪比比原始信号（黄色）提高了近 10 dB。此外，数据文件大小大幅缩减了 512 倍，但仍保留了目标信号频率范围内的所有重要信息。现在，更小的数据文件更容易在标准 PC 上存储、分析和可视化。.
从现在起，新的DDC功能已集成到低成本的SCAPP软件包中。该软件包用于将新的或现有的Spectrum数字化仪与GPU卡配合使用。.
