德國Spectrum公司數(shù)字化儀添加Boxcar高性能信號噪聲消除功能

技術(shù)重點：

· 為過采樣信號而提升的分辨率和動態(tài)性能

· 符合Spectrum公司44xx系列PCIe, PXIe 和 LXI數(shù)字化儀標準

· 可完全編程，并支持SBench6專業(yè)版軟件

德國Spectrum公司今日宣布旗下模塊化設(shè)計數(shù)字化儀產(chǎn)品線新增Boxcar高性能信號噪聲消除功能。Boxcar所提供的平均功能可消除高頻噪音，還原一個清晰的信號。該功能不僅適用于信號的過采樣情況，還可用于提升信號的垂直分辨率、降低噪音、提升諸如信噪比(SNR)和無雜散動態(tài)范圍(SFDR)等動態(tài)性能。此外，該功能使用數(shù)學(xué)信號處理功能，通過鄰近樣本點的平均值有效重估每個獲取數(shù)據(jù)點的縱向值。

通過Spectrum公司Boxcar平均功能所產(chǎn)生的噪音正弦信號，有效降低信號噪音并整體提升信噪比

頂部跟蹤路徑(上圖的藍色路徑)表示的是一條具有顯著噪音的正弦曲線。這條信號的原始數(shù)據(jù)是通過Spectrum公司具有14位分辨率和采樣率高達500MS/s的M4i.4450數(shù)字化儀生成。中間的橙色路徑和底部的紅色路徑表示的是使用Boxcar平均功能對原始數(shù)據(jù)處理后，在8個鄰近點和64個鄰近點所獲取的路徑。兩條路徑均表現(xiàn)出顯著的低噪音水平。

為了最大程度的提升該功能的靈活性，Boxcar可供使用者從2至256個鄰近點的范圍區(qū)間進行選擇以獲得平均值。平均數(shù)據(jù)隨后可根據(jù)所選鄰近點的數(shù)量比例以更高的分辨率進行存儲。譬如，選擇兩個鄰近點可以使16 位數(shù)字化儀的表現(xiàn)與17位數(shù)字化儀等同;選擇四個鄰近點后的16位數(shù)字化儀性能則與18位數(shù)字化儀的表現(xiàn)相同;如果選擇最大值為256個的鄰近點，理論上16位數(shù)字化儀的表現(xiàn)則能夠與24位數(shù)字化儀的性能相媲美。

Spectrum公司技術(shù)總監(jiān)Oliver Rovini 表示：“Boxcar平均功能是提升高速高分辨率數(shù)字化儀測量性能的一個非常好的工具。在信號被過度采樣的情況下，該功能可使使用者多角度獲益。Boxcar平均功能不僅降低了高頻噪音的影響，還能提升低噪音水平下的測量結(jié)果。例如，Spectrum公司使用Boxcar功能對高純度信號的測試結(jié)果顯示，其有效位數(shù)(ENOB)至少能夠提升2位，SFDR和SNR測量結(jié)果也遠優(yōu)于12dB。”

由于Boxcar平均功能能夠?qū)Σㄐ芜M行有效的過濾，因此一部分高頻信號也有可能丟失。然而，如果使用者更看重獲取當前數(shù)字化儀采樣率以下的信號，那么該功能絕對能夠為其提供一系列的優(yōu)勢。譬如與傳統(tǒng)的平均方法不同，Boxcar平均功能能夠在不使用多個觸發(fā)事件或重復(fù)信號的情況下為單次激發(fā)采集信號。由Boxcar平均功能產(chǎn)生的波形(由于平均功能的原因)和存儲波形的大小會降低，使數(shù)據(jù)的處理速度和傳輸變得更快。即使產(chǎn)生的波形會相當程度的降低，Spectrum公司的技術(shù)實施仍可確保觸發(fā)檢測與全速采樣一同運行，以確保平均信號和觸發(fā)位置之間精確的時間關(guān)聯(lián)。

Boxcar平均模式在Spectrum公司提供的驅(qū)動下可實現(xiàn)完全編程，并支持所有常見的編程語言。對于不進行自主研發(fā)的客戶，Spectrum公司為其提供了易操作的圖形用戶界面—SBench 6專業(yè)版。SBench 6專業(yè)版為Spectrum旗下全線數(shù)字化儀產(chǎn)品提供操作模式和設(shè)置的控制，方便數(shù)據(jù)的顯示、存儲和處理波形，甚至可以用于數(shù)據(jù)的歸檔。