La opción de firmware M2p.xxxx-spavg incorpora promediado por suma a bordo en digitalizadores de alta resolución de la serie 59xx para mejorar medidas con señales repetitivas y bajo nivel.
La nueva M2p.xxxx-spavg de Spectrum Instrumentation es una opción de firmware para digitalizadores de alta resolución que ejecuta el promediado por suma directamente en la FPGA, es decir, la matriz de puertas programable en campo integrada.
Orientada a la serie 59xx, la función reduce el ruido aleatorio no correlacionado y, además, mejora la SNR, definida como relación señal/ruido, sin desplazar el procesamiento principal al ordenador de adquisición.
Al realizar el cálculo dentro del hardware, la opción disminuye de forma notable el volumen de datos que deben almacenarse o transferirse para análisis posterior.
Por tanto, los usuarios pueden trabajar con señales repetitivas de alta cadencia, con capacidad para promediar hasta 2 millones de eventos por segundo.
Promediado por suma en M2p.xxxx-spavg para medidas de bajo nivel
El procesamiento basado en FPGA permite promedios ultrarrápidos incluso cuando las formas de onda alcanzan hasta 64 KiSamples, equivalentes a 64 kibimuestras por adquisición.
En concreto, esta técnica resulta útil cuando pulsos débiles o detalles transitorios quedan ocultos por ruido en aplicaciones de laboratorio, validación y monitorización de señales.
Entre los usos indicados figuran espectrometría de masas, lidar, radioastronomía, automatización, radar, biomedicina, física nuclear, comunicaciones y sonar.
Cuando la señal es repetitiva y el ruido mantiene un comportamiento aleatorio, el promediado por suma puede mejorar la relación señal/ruido en proporción a la raíz cuadrada del número de medidas.
Así, un promedio de 64 adquisiciones puede incrementar la SNR hasta en 12 dB o aportar una mejora aproximada de 2 bits en resolución de medida.
Digitalizadores serie 59xx con PCIe y Ethernet para adquisición multicanal
La gama 59xx incluye 24 variantes PCIe, siglas de Peripheral Component Interconnect Express, y 28 instrumentos Ethernet para configuraciones de adquisición en banco o integradas.
Sus velocidades máximas de muestreo en tiempo real abarcan desde 5 MS/s hasta 125 MS/s, donde MS/s significa megamuestras por segundo.
Asimismo, los equipos ofrecen 16 bits de resolución y configuraciones de entrada de 1 a 8 canales por tarjeta PCIe o de 4 a 48 canales por instrumento independiente.
Mediante el sistema propietario Star-Hub, las tarjetas PCIe pueden conectarse para crear sistemas de adquisición con hasta 128 canales completamente sincronizados.
Por otro lado, las tarjetas PCIe permiten transmitir los datos adquiridos a un PC o a una GPU, unidad de procesamiento gráfico, a través del bus con velocidades de hasta 700 MB/s.
Mayor resolución efectiva en análisis de formas de onda
Un ejemplo de aplicación usa un digitalizador M2p.5962 para adquirir una señal de bajo nivel cercana a 300 microvoltios con una frecuencia de muestreo de 125 MS/s.
Sin promediado, la señal queda enmascarada por ruido aleatorio, mientras que el promedio de 8 adquisiciones revela pulsos separados por 3,6 microsegundos.
Después, el promedio de 64 adquisiciones mejora la calidad de la forma de onda y permite identificar un pulso principal cercano a 300 microvoltios junto a pulsos menores.
La opción M2p.xxxx-spavg está disponible para nuevos digitalizadores de la serie 59xx y también puede instalarse como actualización en campo en unidades existentes.
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