PXIe-Module mit grafischer FPGA-Programmierumgebung

Bild 1: Die jetzt vorgestellten, mit anwenderprogrammierbaren FPGAs ausgestatten PXIe-Module (AWGs und Digitizer); nicht im Bild die PXIe-Oszilloskope. Keysight Technologies

Die AWGs und die Oszilloskope bieten bis zu 1 GHz Bandbreite und eignen sich dadurch für die Erzeugung und Analyse komplexer Basisband-IQ-Signale, wie sie für die Erforschung künftiger Breitbandtechnologien für 5G und Luft-/Raumfahrt/Wehrtechnik benötigt werden.

Die vorgestellten PXIe-Module entstammen, bis auf die Oszilloskope, aus der Schmiede, der im Jahr 2016 zugekauften spanischen Firma Signadyne. Die drei AWGs M3201A (500 MS/s, 16 Bit 2/4 Kanäle), M3202A (1 GS/s, 14 Bit, 2/4 Kanäle) und M9336A (1 GHz I/Q-AWG, 3 Kanäle) sowie die beiden 14-Bit-Digitizer (M3100A, 100 MS/s, 4/8 Kanäle) und M3102A (500 MS/s, 2/4 Kanäle) stellen nicht nur vielfältige Grundfunktionen bereit, sondern ermöglichen darüber hinaus dem Anwender, kundenspezifische Algorithmen in die geräteinternen FPGAs zu implementieren. Außerdem gibt es die beiden AWG/Digitizer-Kombinationen M3300A (500 MS/s AWG plus 100 MS/s Digitizer) und M3302A (500 MS/s AWG plus 500 MS/s Digitizer). Über die Hardware Virtual Instrument (HVI) genannte Entwicklungsumgebung sowie die grafische Entwicklungsumgebung M3602A lassen sich kundenspezifische Modifikationen und Erweiterungen schnell und einfach programmieren, wobei die Leistungsfähigkeit und Geschwindigkeit der FPGAs voll erhalten bleibt.

Die AWGs und Digitizer der Familie M3xxxA nutzen den FPGA- und PXI-Referenztakt für Echtzeit-Sequenzierung und Mehrkanal/Intermodul-Synchronisation. Der PXIe-AWG M9336A bietet drei Signalausgänge, die unabhängig voneinander genutzt oder miteinander synchronisiert werden können. Er ist dadurch besonders für die Erzeugung digital modulierter Signale für Breitband-Kommunikationssysteme sowie hochauflösender Signale zum Testen von Radar- und Satellitensystemen geeignet. Das Modul begnügt sich mit einem einzigen PXIe-Steckplatz, bietet eine Amplitudenauflösung von 16 Bit und hat eine Modulationsbandbreite von bis zu 1 GHz. Verstärkung, Offset und Zeitversatz können für jeden Kanal individuell gewählt werden. Der Anwender hat die Möglichkeit, standardkonforme oder kundenspezifische Signalformen für den AWG mithilfe von Softwaretools wie Signal Studio, Matlab oder Waveform Creator zu erstellen.

Bild 2: Erstmals taucht bei Keysight der Begriff Hardware Virtual Instrument (HVI) für die FPGA-Programmierung auf. Keysight Technologies

PXIe-Oszilloskope

Oszilloskope auf PXIe-Modulen werden von den einschlägigen Anbietern als vollwertige Oszilloskope angeboten. Die auf der Technologie der Infiniivision-Oszilloskopen basierenden drei PXIe-Oszilloskope von Keysight verfügen jedenfalls jeweils über eine Abtastrate von 5 GS/s mit Bandbreiten von 200 MHz (M9241A), 500 MHz (M9242A) und 1 GHz (9243A). Sie verfügen über kein FPGA, stellen damit aber ausreichend Bandbreite für Analyse und Debugging von Signalen zur Verfügung. Durch die Signalaktualisierungsrate von einer Million Signalen/s und hochentwickelter Tastkopftechnologie können diese Oszilloskope zufällige oder intermittierende Signale erfassen und analysieren, die einem Digitizer eventuell entgehen würden. Die Oszilloskope bieten Funktionen wie zum Beispiel Cursor und Marker, hochentwickelte Triggerfunktionen, Signalmittelwertbildung, Signalmasken und 31 automatische Messfunktionen. Mit einer Kombination aus dem PXIe-Oszilloskop 9243A und der VSA-Software 89600 können komplexe IQ-Signale mit der vollen Bandbreite von 1 GHz demoduliert und analysiert werden.