株式会社エレクトロニカ IMT事業部

A/D:デジタイザ(A/Dボード)/トランジェントレコーダ

【メーカーサイト】　https://spectrum-instrumentation.com/products/digitizer/index.php
　　

サンプリング

SPECTRUM社のデジタイザはすべて、完全な同時サンプリングで、すべてのチャネルは独立したA/D変換器と、独立した入力アンプを持っています。入力チャネルに関連する設定はすべて、個々にプログラムすることができます。
SPECTRUM社製品は、下記のような多くの長所を持ちます。
● 十分なサンプリングレート
● チャネル間の位相差はなく、隣接したチャネル間のクロス・トークも小さい
● 収集データの直接比較可能

リアルタイム演算機能

◆PCIeの33xx、44xx、22xxシリーズとPXIe、digitizerNETBOXの44xxと22xxシリーズのデジタイザは、 オンボードFPGAによるIntegrated Signal Processingによって、機能を拡張することができます。Block average Processingは、多数の繰り返し信号の蓄積と平均化が行えます。この機能は、信号対雑音比および測定分解能を改善して、信号からランダム・ノイズを取り除けます。超高速トリガは、データ収集間のむだ時間を最小限に抑えることができます。Block Statisitics Processingは、収集データそれぞれの最小と最大のピークを求めます。また、min、max、平均、タイムスタンプおよびピーク位置情報をメモリに格納出来ます。
◆PCIe、PXIe、digitizerNETBOXの44xxシリーズのすべてのデジタイザには、Integrated Signal Processingによって、Boxcar Averaging機能（移動平均機能）が組み込まれており、ノイズを平滑化することにより、信号に重畳された高周波の改善、SNR, SFDR, ENOB等を向上する事ができます。

D/A：任意波形発生器 AWG(D/Aボード)

【メーカーサイト】Using Arbitrary Waveform Generator Operating Modes Effectively – SPECTRUM Instrumentation (spectrum-instrumentation.com)

任意波形発生器の用語

任意波形発生器の仕様書は標準信号発生器とは全く異なります。
それは、AWGのデジタル性能の大きな柔軟性によります。

帯域幅、サンプリングレートおよび最大出力周波数

重要なパラメーターは、デジタイザと同じように、帯域幅とサンプリングレートです。
帯域幅は、AWGが3dBダウンで出力することができる最も高い正弦波周波数を決定します。
AWGによって作成する波形の多くは、高調波を含むので、その高調波成分が生成することができる最も高い周波数を決定します。
例えば、方形波は、一般に第5高調波までを含む必要があります。従って、最も高い方形波周波数は、AWG帯域幅の5分1になります。サンプリングレートは帯域幅と関係があります。
サンプリング定理によれば、サンプリングレートは少なくとも帯域幅の２倍でなければなりません。
サンプリングレートをいくら増加させても、最大の帯域幅を増加することはできません。
サンプリングレートは、AWGの水平軸の分解能を決定します。
これは、波形内にセットすることができる最も小さな時間分解能を定義します。

メモリ容量

波形メモリのサイズは、繰り返さずに出力することができる最長の波形を決定します。
信号出力持続時間の限界はサンプリングレートとメモリ長の積になります。
波形コンポーネントを繰り返すために、メモリをループ使用すると、最大の波形長さを大幅に増加させる事ができる場合があります。
ファーストイン、ファーストアウト(FIFO)ストリーミングモードを備えたAWGは、ホストコンピューターの記憶を利用する事によりさらに波形を拡張することができます。
例えば、M4i.66xxシリーズ製品は高速バッファとしてAWGの内部記憶を使用して、ホストPCからAWGまで、~2.8GBytes/sの速度でデータを転送することができます。
この方法によれば、AWGの内部記憶のメモリ制限からAWGを解放します。
ループ・リンク機能とFIFOストリーミングを組み合わせることにより、先例がないような様々な長い波形の生成を可能にします。

振幅分解能

振幅分解能は、AWGが生成することができる最小の出力信号レベルおよび、隣り合うサンプル間の最小の振幅ステップです。
AWGの振幅分解能は、DACと分解能とメモリの数によって決定されます。
一般に、DACの分解能が高くなると、最大のサンプリングレートは、低くなります。

【メーカーサイト】　https://spectrum-instrumentation.com/products/arbitrary_waveform_generators/

hybridNETBOX:ハイブリッドネットボックス

hybridNETBOXは強力なギガビットイーサネット接続で、LXI規格と完全に互換性を持ちます。
デスクトップ或いは19“のラックマウント用として使用することができます。いかなる場所の
LANシステム、デスク上のラップトップ/ワークステーションに直接接続する事ができ、ホスト
PCからリモート制御できます。
同期して或いは個別に実行できるデジタイザとAWGで構成されています。 刺激応答テスト、ATEアプリ
ケーション、MIMOアプリケーション、または閉ループアプリケーション用の同時データ生成と
データ収集を行う事ができます。独立して使用すると、デジタイザはフィールドでテストデータ
を取得でき、AWGはこのテストデータをラボで再生できます。
hybridNETBOXは、14/16ビットの分解能を有します。

hybridNETBOXの詳細な説明とその応用例
【ビデオ】hybridNETBOX
【参考】
デジタイザ機能の詳細　https://www.imt-elk.com/products/digitizer
AWG機能の詳細　https://www.imt-elk.com/products/awg

【メーカーサイト】
HybridNETBOX AWG+Digitizer – SPECTRUM Instrumentation (spectrum-instrumentation.com)

・デジタイザのサンプリングレート：40, 125, 250, 500MS/s
・AWGの出力レート：40, 125, 625MS/s, 1.25GS/s
・デジタイザ：14, 16ビット分解能
・AWG: 16ビット分解能
・2,4,8ペア

Digital I/O

【メーカーサイト】　https://spectrum-instrumentation.com/products/digital_data_acquisition/index.php

DIの機能と特長

FIFOモード

FIFOモーでは、DIとPCメモリ或いはハードディスク間の連続的なデータ転送を行えます。ボード上のメモリを実際のFIFOバッファとし、非  常に信頼性の高い転送を実現しています。

最大3.4GB/sで連続的な転送速度を目的としています。

マルチ レコードモード

このモードは、ハードウェアをソフトウェアで再スタートせずに、トリガ毎にデータ収集を可能にします。DIの内蔵メモリは、セグメントに分割され、各トリガ毎に、データを記録します。

トリガソース

測定は、信号とは別に設定されたトリガ信号、或いは、プログラムされたパターントリガにより行われます。

さらに、それらのOR 或いはANDでも可能です。

External クロック

サンプリングクロックは、外部信号によっても行う事ができます。この信号は、同期収集のために、内部サンプリングクロックのためのreferenceとしても使用できます。さらに、この信号は、いかなる周波数変更、或いはクロックギャップがあっても影響を受けない(SDRとDDR)の上のプログラマブル・クロック遅れおよび直接サンプリングのステータス状態クロックとしても扱うことができます。

ゲーティド レコードモード

このモードのデータ収集は、外部ゲート信号により制御されます。ゲート信号がプログラムされた値に達した場合に、各ゲートの前後に設定されたデータ数が収集されます。

タイムスタンプ

タイムスタンプは、計測スタートからの時間、計測トリガ、GPSからの受信信号に同期して出力されます。

これにより、異なる位置にあるシステムの収集データを正確な時間関係で測定可能にします。

DOの機能と特長

シングル 出力モード

オンボードメモリのデータを1回だけ再生します。 トリガソースは外部トリガ入力又はソフトウェアトリガです。

リピート 出力モード

オンボードメモリのデータをプログラムされた回数連続或いは、停止コマンドが実行されるまで出力します。

シングルリピート 出力モード

オンボードメモリのデータは 各トリガ後に1回再生します。 トリガソースは外部トリガ入力又はソフトウェアトリガです。

FIFO モード

FIFO（ストリーミングモード）は、カードとPCメモリ間の継続的なデータ転送用に設計されています。 PCI Express x4 Gen1インタフェースは最大700MB/sのストリーミング速度で出力可能です。

マルチ 出力モード

いくつかのトリガ毎に、ハードウェアを再起動せずに高速出力可能 です。 オンボードメモリは、いくつかのセグメントに分割されており、 各セグメントには、異なるデータを含めることが可能です。 

ゲーティド 出力モード

外部ゲート信号によって制御されるデータ再生が可能です。 データは、ゲート信号がプログラムされたレベルに達した場合にのみ再生します。

シーケンス モード

オンボードメモリを異なる長さのいくつかのデータセグメントに分割可能です。 これらのデータセグメントは、追加のシーケンスメモリを使用してユーザーが選択した順序でチェーンされます。 このシーケンスメモリでは、各セグメントのループ数をプログラムし、セグメントからセグメントに進むようにトリガ条件を定義できます。 シーケンスモードを使用すると、簡単なソフトウェアコマンドで再生波形を切り替えたり、他のセグメントの再生中に同時にセグメントの波形データを再定義したりすることも可能になります。 トリガ関連およびソフトウェアコマンド関連のすべての機能は、単一のカードでのみ機能します。

エンベデッドサーバーオプション DN2.xxx-Emb

このオプションは、digitizerNETBOXに組み込まれたサーバにより、下記の事を可能にします。
構成は、DN2.xxxシリーズのdigitizerNETBOXとサーバー機能により構成されます。
● スタンドアローン動作：データ収集を自分のプログラムを実行することにより、内臓のSSDへのデータ保存が可能です。
● LAN接続により、リモート制御で何日も連続で、LAN経由のデータの監視/ロガー・アプリケーションを構築できます。
● digitizerNETBOXは、より多くのメモリ、強力なCPU、自由にアクセス可能な内部SSDおよび遠隔のソフトウェア開発アクセス方式によって増強されます。