株式会社エレクトロニカ IMT事業部 株式会社エレクトロニカ IMT事業部

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AWG(Arbitrary Waveform Generator)任意波形発生器

Platform

AWG(D/Aボード)の機能

【メーカーサイト】https://spectrum-instrumentation.com/applications/product_notes/PN_Using_Arbitrary_Waveform_Generator_Operating_Modes_Effectively.php

任意の波形発生器(AWG)は、アナログ信号を発生する装置です。
デジタイザは、アナログ波形をサンプリングし、それをデジタル化し、メモリに格納しますが、AWGは波形メモリに、波形の数値を格納します。
選択された波形のデータは、DA変換器(DAC)へ送られ、適切なフィルタリングおよび信号処理されて、アナログ波形として出力されます。

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/

シングルショット

プログラムされた波形は、外部トリガ或いはソフトウェアトリガ毎に、 一度出力されます。

awg画像

リピート出力

プログラムされた波形は、あらかじめプログラムされた数分、或いは、 停止コマンドまで実行します。

awg画像

シングル リスタート リプレイモード

このモードは、各トリガ毎に、メモリに内蔵されているデータ波形を一度出力します。

awg画像

FIFOリプレイモード

FIFOモードはSPECTRUM社のAWGに特有の動作モードです。
それは、コンピューターのメモリ、ハードディスクと、AWG間の連続的なデータ転送を行うように設計されています。データ・ストリームのコントロールは、割り込みリクエスト方式で、ドライバによって自動的に行われます。AWGの内蔵メモリは、連続的なストリーミングのデータバッファとして使用されます。

awg画像

マルチリプレイモード

このモードは、トリガ毎に波形を高速出力します。内蔵のメモリはいくつかの等しいサイズのセグメントに分割されます。セグメントはそれぞれ、どのメモリがどのトリガにより発生出力されるかという波形データを含みます。そのため、このモードは非常に速い速度で反復出力が可能です。

awg画像

ゲーティッド リプレイモード

このモードは、外部ゲート信号によってコントロールされ、波形データを出力します。ゲート信号が、あらかじめプログラムされたレベルに達すると、データは、再び出力されます。

awg画像

シーケンスリプレイモード

【メーカーサイト】https://spectrum-instrumentation.com/applications/product_notes/PN_Using_Arbitrary_Waveform_Generator_Operating_Modes_Effectively.php

このモードは、内蔵メモリを異なる長さのデータセグメントに分割し、そこに、波形データを格納します。 これらのデータセグメントは、シーケンスメモリを使用して、ユーザがセットした順に接続されます。シーケンスメモリは、各セグメントのループの数とセグメント出力の命令を決定します。トリガ条件はセグメントからセグメントへの切り替えを定義することができます。単純にソフトウェアコマンドによる切り替えで切り替わるか、他のセグメント の波形が出力されている間に、別のセグメントに波形データを並行して、変更用の波形データを同時に再定義することが可能です。

awg画像

Star-Hub

Star-Hubは、16台までのボード(M2pシリーズ)あるいは8台までのボード(M4iシリーズ)を同期動作させるためのモジュールです。
これで接続されたカードは、すべてのチャンネル間に位相差はありません。
また、接続されているカードはすべて、同じクロックおよび同じトリガで動作します。
カードは、マスターカードを含む、それぞれ内部に、同じ長さの小さなケーブルを持っているため、異なるカード間のクロック・スキューを最小化にします。

M4iシリーズ

内蔵のデータメモリ4 GByte (14/16ビットの場合: 2 GSamples)
PCIe上で2.8 GBytes/sのデータ高速生成、連続出力可能
機能/モード: シングルショット、マルチリプレイ、シーケンスリプレイ、ゲーティドリプレイt、ストリーミング(FIFO)

 

625MS/s, 1.25GS/s  16ビット任意波形発生器

デジ画像

1 / 2 / 4チャネル
帯域 1.25 GS/s 400MHz      625 MS/s  200MHz
出力電圧 1.25 GS/s:±160 mV ~ ±4 V (±80 mV~ ±2 V  50 Ω負荷時)
625 /s:±160 mV ~ ±5 V (±80 mV~ ±2.5 V  50 Ω負荷時)
2 GSampleメモリ
機能/モード: Single Shot、繰り返し出力、ストリーミング(FIFO)出力、シーケンス出力
マルチパーパスI/O信号(コネクタ)を使用して最大3出力までのマーカー出力が可能

*デジタルパルスおよびパルス列を最大4出力 オプション

単一パルス、パルス列、連続パルス波のいずれを生成する場合でも、パルス特性を4つの出力で個別に
パルスの幅、周期、位相、あるいはパルス列内のパルス数など、主要なパラメータはすべてプログラムが可能

製品名 Platform Analog-Out Digital-Out Resolution Sampling rate Bandwidth
M4i.6620-x8 PCI Express x8 1 3 16 Bit 625 MS/s (1 active channel) 200 MHz
M4i.6621-x8 PCI Express x8 2 3 16 Bit 625 MS/s (2 active channels) 200 MHz
M4i.6622-x8 PCI Express x8 4 3 16 Bit 625 MS/s (4 active channels) 200 MHz
M4i.6630-x8 PCI Express x8 1 3 16 Bit 1.25 GS/s (1 active channel) 400 MHz
M4i.6631-x8 PCI Express x8 2 3 16 Bit 1.25 GS/s (2 active channels)
400 MHz

M4xシリーズ

内蔵のデータメモリ4 GByte (14/16ビットの場合、2 GSamples)
FIFOモードで、PXIe上で1.4 GBytes/sのデータ高速生成、連続出力可能
機能/モード: Single Shot、繰り返し出力、ストリーミング(FIFO)出力、シーケンス出力
ソフトウェアコンパチブル  M2i.60xx, M2i.61xx, M4i.66x

625MS/s, 1.25GS/s  16ビット任意波形発生器

デジ画像

1 / 2 / 4チャネル
2 GSampleメモリ
機能/モード:Single Shot、繰り返し出力、ストリーミング(FIFO)出力、シーケンス出力
マルチパーパスI/O信号(コネクタ)を使用して最大3出力までのマーカー出力が可能

*デジタルパルスおよびパルス列を最大4出力 オプション

単一パルス、パルス列、連続パルス波のいずれを生成する場合でも、パルス特性を4つの出力で個別に
パルスの幅、周期、位相、あるいはパルス列内のパルス数など、主要なパラメータはすべてプログラムが可能

製品名 Platform Analog-Out Digital-Out Resolution Sampling rate Bandwidth
M4x.6620-x4 PXI Express 1 1 16 Bit 625 MS/s (1 active channel) 200 MHz
M4x.6621-x4 PXI Express 2 2 16 Bit 625 MS/s (2 active channels) 200 MHz
M4x.6622-x4 PXI Express 4 3 16 Bit 625 MS/s (4 active channels)
200 MHz
M4x.6630-x4 PXI Express 1 1 16 Bit 1.25 GS/s (1 active channel) 400 MHz
M4x.6631-x4 PXI Express 2 2 16 Bit 1.25 GS/s (2 active channels) 400 MHz

M2pシリーズ

内蔵のデータメモリ: 1GByte( 512 Msamples)
PCI EXPRESS x4インタフェース
1/2/4/8チャネル出力
サンプリングレート:~125MS/s
機能/モード: シングルショット、マルチリプレイ、ゲーティドリプレイ、、シーケンスリプレイ、高速FIFO
16カードの同期可能(Star-Hubを使用)
*ディジタルチャネル:+16チャネルオプション(SMBタイプ、FX2タイプ)

デジタルパルスおよびパルス列を最大4出力 オプション

単一パルス、パルス列、連続パルス波のいずれを生成する場合でも、パルス特性を4つの出力で個別に
パルスの幅、周期、位相、あるいはパルス列内のパルス数など、主要なパラメータはすべてプログラムが可能

40MS/s, 125MS/s  16ビット任意波形発生器

デジ画像

内蔵のデータメモリ 512 MByte
PCIex4インタフェース
1/2/4/8チャネル出力
サンプリングレート:40MS/s、125MS/s(最小サンピリングレート1kS/s)
出力電圧:
・M2p.653x, M2p.656x ±3V(50Ω負荷の場合),  ±6V(1MΩ負荷の場合)
・M2p.654x, M2p.657x ±6V(50Ω負荷の場合), ±12V(1MΩ負荷の場合)
機能/モード: Single Shot、繰り返し出力、FIFO出力、ゲート出力、シーケンス出力

製品名 Platform Analog-Out Digital-Out Resolution Sampling rate Bandwidth
M2p.6530-x4 PCI Express x4 1
振幅:±3V(50Ω負荷の場合),±6V(1MΩ負荷の場合)
3* 16 Bit 40 MS/s (1 active channel) 20 MHz
M2p.6531-x4 PCI Express x4 2
振幅:±3V(50Ω負荷の場合),±6V(1MΩ負荷の場合)
3* 16 Bit 40 MS/s (2 active channels) 20 MHz
M2p.6536-x4 PCI Express x4 4
振幅:±3V(50Ω負荷の場合),±6V(1MΩ負荷の場合)
3* 16 Bit 40 MS/s (4 active channels) 20 MHz
M2p.6533-x4 PCI Express x4 8
振幅:±3V(50Ω負荷の場合),±6V(1MΩ負荷の場合)
3* 16 Bit 40 MS/s (8 active channels) 20 MHz
M2p.6540-x4 PCI Express x4 1
振幅:±6V(50Ω負荷の場合),±12V(1MΩ負荷の場合)
3* 16 Bit 40 MS/s (1 active channel) 20 MHz
M2p.6541-x4 PCI Express x4 2
振幅:±6V(50Ω負荷の場合),±12V(1MΩ負荷の場合)
3* 16 Bit 40 MS/s (2 active channel) 20 MHz
M2p.6546-x4 PCI Express x4 4
振幅:±6V(50Ω負荷の場合),±12V(1MΩ負荷の場合)
3* 16 Bit 40 MS/s (4 active channel) 20 MHz
M2p.6560-x4 PCI Express x4 1
振幅:±3V(50Ω負荷の場合),±6V(1MΩ負荷の場合)
3* 16 Bit 125 MS/s (1 active channel) 70 MHz
M2p.6561-x4 PCI Express x4 2
振幅:±3V(50Ω負荷の場合),±6V(1MΩ負荷の場合)
3* 16 Bit 125 MS/s (2 active channels) 70 MHz
M2p.6566-x4 PCI Express x4 4
振幅:±3V(50Ω負荷の場合),±6V(1MΩ負荷の場合)
3* 16 Bit 125 MS/s (4 active channels) 70 MHz
M2p.6568-x4 PCI Express x4 8
振幅:±3V(50Ω負荷の場合),±6V(1MΩ負荷の場合)
3* 16 Bit 125 MS/s (4 active channels)
80 MS/s (8 active channels)
70MHz
M2p.6570-x4 PCI Express x4 1
振幅:±6V(50Ω負荷の場合),±12V(1MΩ負荷の場合)
3* 16 Bit 125 MS/s (1 active channel) 70MHz
M2p.6571-x4 PCI Express x4 2
振幅:±6V(50Ω負荷の場合),±12V(1MΩ負荷の場合)
3* 16 Bit 125 MS/s (2 active channel) 70MHz
M2p.6576-x4 PCI Express x4 4
振幅:±6V(50Ω負荷の場合),±12V(1MΩ負荷の場合)
3* 16 Bit 125 MS/s (4 active channel) 70MHz

NETBOX

generatorNETBOXは強力なギガビットイーサネット接続で、LXIと完全に互換性を持ちます。
NETBOXは、デスクトップ或いは19“のラックマウントとして使用することができます。
いかなる場所のLAN、あるいは、個人のラップトップ/ワークステーションに直接接続する事ができます。
SBench6 Proを含む十分なオプション・パッケージおよびパッケージ・ソフトが含まれています。
そのため最初のデータ出力までに、時間がかかりません。

625MS/s, 1.25GS/s 16ビット任意波形発生器

デジ画像

625MS/s:2 / 4 / 8チャネル  1.25GS/s:2 / 4チャネル
すべてのチャネル同時出力
ハイ・インピーダンスの場合の出力レベル:±160 mV~±5 V(625 MS/s)あるいは±4 V(1.25GS/s)
50オームの場合の出力レベル:±80 mV~±2.5 V(625 MS/s)あるいは±2.0 V(1.25GS/s)
シングルショット、ループ、ゲートモード、シーケンス・モード
マーカー出力、デジタル出力
マルチパーパスI/O信号(コネクタ)を使用して最大3出力までのマーカー出力が可能

*デジタルパルスおよびパルス列を最大4出力 オプション

単一パルス、パルス列、連続パルス波のいずれを生成する場合でも、パルス特性を4つの出力で個別に
パルスの幅、周期、位相、あるいはパルス列内のパルス数など、主要なパラメータはすべてプログラムが可能

製品名 Platform Analog-Out Digital-Out Resolution Sampling rate Bandwidth
DN2.662-02 Ethernet 2 3 16 Bit 625 MS/s (2 active channels) 200 MHz
DN2.662-04 Ethernet 4 3 16 Bit 625 MS/s (4 active channels) 200 MHz
DN2.662-08 Ethernet 8 3 16 Bit 625 MS/s (8 active channels) 200 MHz
DN2.663-02 Ethernet 2 3 16 Bit 1.25 GS/s (2 active channels) 400 MHz
DN2.663-04 Ethernet 4 3 16 Bit 1.25 GS/s (4 active channels) 400 MHz

625MS/s, 1.25GS/s 16ビット多チャンネル任意波形発生器

デジ画像

625MS/s:12 / 16 / 20 / 24チャネル  1.25GS/s:6 / 8 / 10 / 12チャネル
すべてのチャネル同時出力
ハイ・インピーダンスの場合の出力レベル:±160 mV~±5 V(625 MS/s)あるいは±4 V(1.25GS/s)
50オームの場合の出力レベル:±80 mV~±2.5 V(625 MS/s)あるいは±2.0 V(1.25GS/s)
シングルショット、ループ、ゲートモード、シーケンス・モード
マーカー出力、デジタル出力
マルチパーパスI/O信号(コネクタ)を使用して最大3出力までのマーカー出力が可能

*デジタルパルスおよびパルス列を最大4出力 オプション

単一パルス、パルス列、連続パルス波のいずれを生成する場合でも、パルス特性を4つの出力で個別に
パルスの幅、周期、位相、あるいはパルス列内のパルス数など、主要なパラメータはすべてプログラムが可能

製品名 Platform Analog-Out Digital-Out Resolution Sampling rate Bandwidth
DN6.662-12 Ethernet 12 3 16 625 MS/s (12 active channels) 200 MHz
DN6.662-16 Ethernet 16 3 16 625 MS/s (16 active channels) 200 MHz
DN6.662-20 Ethernet 20 3
16 625 MS/s (20 active channels) 200 MHz
DN6.662-24 Ethernet 24 3 16 625 MS/s (24 active channels) 200 MHz
DN6.663-06 Ethernet 6 3 16 1.25 GS/s (6 active channels) 400 MHz
DN6.663-08 Ethernet 8 3 16 1.25 GS/s (8 active channels) 400 MHz
DN6.663-10 Ethernet 10 3 16 1.25 GS/s (10 active channels) 400 MHz
DN6.663-12 Ethernet 12 3 16 1.25 GS/s (12 active channels) 400 MHz

40MS/s, 125MS/s (80MS/s) 16ビット任意波形発生器

デジ画像

40MS/s:4 / 8 / 16チャネル
80MS/s: 8 / 16チャネル
125MS/s:4 / 8チャネル

すべてのチャネル同期出力
ハイ・インピーダンスの場合の出力レベル:±6 V (DN2.653, DN2.656), ±12 V (DN2.654, DN2.657)
50オームの場合の出力レベル:±3 V (DN2.653, DN2.656), ±6 V (DN2.654, DN2.657)
シングルショット、ループ、ゲートモード、シーケンス・モード
マーカー出力、デジタル出力
マルチパーパスI/O信号(コネクタ)を使用して最大3出力までのマーカー出力が可能
DC駆動オプション(12V, 24V)有り

*デジタルパルスおよびパルス列を最大4出力 オプション

単一パルス、パルス列、連続パルス波のいずれを生成する場合でも、パルス特性を4つの出力で個別に
パルスの幅、周期、位相、あるいはパルス列内のパルス数など、主要なパラメータはすべてプログラムが可能

デジタルパルスおよびパルス列を最大4出力 オプション

単一パルス、パルス列、連続パルス波のいずれを生成する場合でも、パルス特性を4つの出力で個別に

パルスの幅、周期、位相、あるいはパルス列内のパルス数など、主要なパラメータはすべてプログラムが可能

製品名 Platform Analog-Out Digital-Out Resolution Sampling rate Bandwidth
DN2.653-04 Ethernet 4
振幅:±3V(50Ω負荷の場合),±6V(1MΩ負荷の場合)
4 16 40 MS/s (4 active channels) 20 MHz
DN2.653-08 Ethernet 8
振幅:±3V(50Ω負荷の場合),±6V(1MΩ負荷の場合)
4 16 40 MS/s (8 active channels) 20 MHz
DN2.653-16 Ethernet 16
振幅:±3V(50Ω負荷の場合),±6V(1MΩ負荷の場合)
4 16 40 MS/s (16 active channels) 20 MHz
DN2.654-04 Ethernet 4
振幅:±6V(50Ω負荷の場合),±12V(1MΩ負荷の場合)
4 16 40 MS/s (4 active channels) 20 MHz
DN2.654-08 Ethernet 8
振幅:±6V(50Ω負荷の場合),±12V(1MΩ負荷の場合)
4 16 40 MS/s (8 active channels) 20 MHz
DN2.656-04 Ethernet 4
振幅:±3V(50Ω負荷の場合),±6V(1MΩ負荷の場合)
4 16 125 MS/s (4 active channels) 70 MHz
DN2.656-08 Ethernet 8
振幅:±3V(50Ω負荷の場合),±6V(1MΩ負荷の場合)
4 16 125 MS/s (4 active channels)
80 MS/s (8 active channels)
70 MHz
DN2.656-16 Ethernet 16
振幅:±3V(50Ω負荷の場合),±6V(1MΩ負荷の場合)
4 16 125 MS/s (8 active channels)
80 MS/s (16 active channels)
70 MHz
DN2.657-04 Ethernet 4
振幅:±6V(50Ω負荷の場合),±12V(1MΩ負荷の場合)
4 16 125 MS/s (4 active channels) 70 MHz
DN2.657-08 Ethernet 8
振幅:±6V(50Ω負荷の場合),±12V(1MΩ負荷の場合)
4 16 125 MS/s (8 active channels) 70 MHz

40MS/s, 125MS/s  16ビット多チャンネル任意波形発生器

デジ画像

40MS/s:24 / 32 / 40 / 48チャネル
125MS/s:24 / 32 / 40 / 48チャネル

すべてのチャネル同期出力
ハイ・インピーダンスの場合の出力レベル:±6V
50オームの場合の出力レベル:±3 V
シングルショット、ループ、ゲートモード、シーケンス・モード
マーカー出力、デジタル出力
マルチパーパスI/O信号(コネクタ)を使用して最大4出力までのマーカー出力が可能

デジタルパルスおよびパルス列を最大4出力 オプション

単一パルス、パルス列、連続パルス波のいずれを生成する場合でも、パルス特性を4つの出力で個別に

パルスの幅、周期、位相、あるいはパルス列内のパルス数など、主要なパラメータはすべてプログラムが可能

製品名 Platform Analog-Out Digital-Out Resolution Sampling rate Bandwidth
DN6.653-24 Ethernet 24
4 16 40 MS/s (24 active channels) 20 MHz
DN6.653-32 Ethernet 32 4 16 40 MS/s (32active channels) 20 MHz
DN6.653-40 Ethernet 40 4 16 40 MS/s (40 active channels) 20 MHz
DN6.653-48 Ethernet 48 4 16 40 MS/s (48active channels) 20 MHz
DN6.656-24 Ethernet 24 4 16 125 MS/s (12 active channels)
80 MS/s (24 active channels)
60 MHz
DN6.656-32 Ethernet 32 4 16 125 MS/s (16 active channels)
80 MS/s (32 active channels)
60 MHz
DN6.656-40 Ethernet 40 4 16 125 MS/s (24 active channels)
80 MS/s (40 active channels)
60 MHz
DN6.656-48 Ethernet 48 4 16 125 MS/s (24 active channels)
80 MS/s (48 active channels)
60 MHz

HARDWARE製品カテゴリー