ЖУРНАЛ СТА 3/2014

шой объём встроенной памяти обес- печивает буфер для работы на высоких скоростях преобразования при высо- кой дискретизации. Основные техни- ческие характеристики платы приведе- ны в таблице 2. Рис. 24 иллюстрирует пример изме- рения с помощью 14-битового диги- тайзера M4i компании Spectrum. Слева показан весь сигнал, справа – вырезка в увеличенном масштабе. ENOB 3 ди- гитайзера (жёлтая кривая) составляет более 11,6 разрядов при частоте 10 МГц. Наложенная смоделированная про- граммно кривая (голубой цвет) для ENOB, равного 10 разрядам, иллю- стрирует степень ухудшения качества даже при незначительном понижении разрядности. Обратите внимание, что голубая кривая гораздо более грубая и не отражает низкоамплитудные детали сигнала. Таким образом, при подборе дигитайзера необходимо принимать во внимание его истинное разрешение, ограниченное базовым шумом, а также параметры SNR 4 , SINAD 5 и ENOB. Нужно иметь в виду такие аппаратные особенности дигитайзера, как возмож- ности настройки диапазона и преобра- зования входного сигнала. З АКЛЮЧЕНИЕ Итак, одним из наиболее перспектив- ных методов аналогово-цифрового пре- образования является дельта-сигма мо- дуляция. Именно на развитии этой тех- нологии сегодня сосредоточены изыс- кания основных игроков рынка, среди которых такие, как National Instruments, Agilent, ADLINK, Spectrum. Но повы- шение разрешающей способности и ча- стот дискретизации дигитайзеров под- водит производителей к ещё одному препятствию в виде ограничения про- пускной способности системной шины. В связи с этим на рынке появился и раз- вивается ряд стандартов, среди которых и не застывший в развитии PCI Express. Например, спецификация PCI Express 4.0, анонсированная в ноябре 2011 года, обеспечивает скорость передачи до 32 Гбит/c в слоте x16. К высокоскорост- ным интерфейсам можно отнести In- finiBand, RapidIO, HyperTransport, QPI, StarFabric. В целом можно сказать, что технически проблема передачи и быстрой обработки данных стоиzт едва ли не острее проблемы их получения. Платы дигитайзеров имеют много об- щего с цифровыми осциллографами, поэтому часто возникает вопрос, чем же лучше пользоваться. Самый важный момент, отличающий дигитайзер в со- ставе ПК от осциллографа, заключается в возможности последующей сложной обработки сигнала, в том числе с при- менением собственных алгоритмов. Ес- ли такое требование присутствует, то без дигитайзера не обойтись. К счастью, технологии в данной области практиче- ски всегда развиваются с опережением потребностей, и выбрать подходящий продукт, скажем, из той же богатой ли- нейки устройств Spectrum, не составит труда. ● E-mail: iqrater@gmail.com 26 СТА 3/2014 ОБ ЗОР / АППА РАТ НЫЕ С Р Е ДС Т В А www.cta.ru Рис. 24. Сравнение качества оцифровки с различными ENOB 3 Эффективное число битов (ENOB) – показатель динамических характеристик АЦП. Разрешение АЦП определяется количеством разрядов N , используемых для представления аналогового значения. В идеальном случае для N -разрядного АЦП можно получить 2 N уровней оцифро- ванного сигнала. Характеристика ENOB определяет реальное разрешение АЦП с учётом вносимых в измеряемый сигнал шумов и искажений. 4 Signal to Noise Ratio – отношение среднеквадратичного значения амплитуды сигнала к среднеквадратичному значению суммы всех осталь- ных спектральных компонентов, кроме искажений и смещения сигнала, выраженное в децибелах. 5 Signal to Noise and Distortion Ratio – отношение среднеквадратичного значения амплитуды сигнала к среднеквадратичному значению суммы всех остальных спектральных компонентов, включая искажения, и за исключением смещения сигнала, выраженное в децибелах. Таблица 2 Основные характеристики дигитайзеров M4i.44xx-x8 Дигитайзеры M4i.44xx-x8 с разрешением 14/16 бит и частотой дискретизации до 500 Мсэмпл/с ● До 500 Мсэмпл/с на канал ● Интерфейс Ultra Fast PCI Express x8 Gen 2 ● Параллельная оцифровка по всем каналам ● Отдельные АЦП и предусилители для каждого канала ● 6 входных диапазонов: от ±200 мВ до ±10 В ● До 4 Гсэмпл встроенной памяти для хранения и обработки данных ● Триггерные входы для различных видов синхронизации ● Возможность синхронизации до 8 карт в одной системе ● ПО для Windows XP, Vista, 7, 8; Linux Kernel 2.6, 3.x (32- и 64-битовые) Дигитайзер семейства M4i Разрядность, бит Память стандартно, Гсэмпл Частота дискретизации, Мсэмпл/с по 1 каналу по 2 каналам по 4 каналам M4i.4410-x8 16 2 130 130 – M4i.4411-x8 16 2 130 130 130 M4i.4420-x8 16 2 250 250 – M4i.4421-x8 16 2 250 250 250 M4i.4450-x8 14 2 500 500 – M4i.4451-x8 14 2 500 500 500 Частота дискретизации, Мсэмпл/с SNR, дБ ENOB, мзр 130 72 11,6 250 71,6 11,6 500 68 11