通过在集成 FPGA 上进行处理,数字化仪可以减少需要存储或传输以供后续分析的数据量。
这项新功能支持信号平均,重复频率高达每秒 200 万次事件,适用于 59xx 系列的所有 52 款型号,并提供 PCIe 和以太网 (LXI) 两种接口。
直接在FPGA上进行信号处理:
求和平均法可以将重复信号的多次采集结果合并,从而降低不相关随机噪声的影响。Spectrum
Instrumentation的这项新功能直接在数字化仪硬件上执行此处理,无需事先将所有采集的数据传输到计算机进行处理。据该公司称,即使在高重复频率下,FPGA实现也能处理每次采集高达64千采样点的波形。
Spectrum Instrumentation首席技术官Oliver Rovini强调,这项功能旨在解决低电平信号可能被噪声掩盖或失真的应用问题。制造商列举了质谱分析、激光雷达、射电天文学、自动化、雷达、生物医学、核物理、通信和声纳等潜在应用领域。.
均配备速度高达 125 MS/s 的 16 位数字化仪。
这些仪器提供 5 至 125 MS/s 的最大实时采样率,分辨率为 16 位。PCIe 卡提供 1 至 8 个输入通道的配置,而独立式仪器则提供 4 至 48 个通道。Spectrum
还允许通过其专有的 Star-Hub 系统连接 PCIe 卡,从而配置最多 128 个通道的全同步采集系统。PCIe 卡支持通过总线将采集的数据传输到计算机或 GPU,速度高达 700 MB/s。该系列产品还新增了平均功能,作为额外的信号处理选项。
通过平均提高信噪比:求和
平均是一种时域处理技术,它将同一信号的多次采集结果进行组合。当信号具有重复性且噪声随机且不相关时,平均可以降低噪声的影响,并恢复单次采集中可能隐藏的细节。据 Spectrum Instrumentation 公司称,在理想条件下,信噪比的提升与平均测量次数的平方根成正比。
例如,平均 64 次采集结果可使信噪比提升高达 12 dB,相当于测量分辨率提高约 2 位。
该公司表示,此功能可以扩展其 16 位数字化仪的测量能力,尤其是在处理低振幅信号时。
采集300 µV信号
。在该测试中,使用125 MS/s的采样率采集了一个约300 µV的信号。在原始采集过程中,信号完全被随机噪声掩盖。通过对八次采集进行平均,单次采集中无法观察到的细节开始显现,其中包括三个间隔为3.6 µs的脉冲。对64次采集进行平均进一步提高了信号质量,并能够识别出一个约300 µV的脉冲,以及随后出现的幅度较低的其他脉冲。该示例展示了平均处理如何在噪声环境下帮助观察低强度重复信号。

适用于 59xx 系列全部 52 款型号的
全新固件选项,部件号为 M2p.xxxx-spavg。Spectrum Instrumentation 确认,该固件现已可用于新款 59xx 系列数字化仪。此外,
它还可以作为现有设备的现场升级程序进行安装,从而无需更换数字化仪即可添加平均功能。
