Direct Digital Synthesis (DDS) Neue Funktionen: Mehrträgersignale und benutzerdefinierte Wellenformen

Anbieter zum Thema

Spectrum Instrumentation GmbH

FORTEC Power GmbH

ET System electronic GmbH

ISH Ingenieursozietät GmbH

Die AWG-Karten von Spectrum Instrumentation bieten eine Firmware-Option, mit der sich 23 DDS-Kerne pro Karte programmieren lassen. Diese können dann auf die Hardware-Ausgänge verteilt werden.

DDS – Direct Digital Synthesis – ist eine Methode, um arbiträre periodische Sinuswellen aus einem einzigen Referenztakt mit fester Frequenz zu erzeugen. Es handelt sich um eine weit verbreitete Technik der Signalerzeugung, die in vielen verschiedenen Anwendungen benötigt wird. Die neue DDS-Funktion, die für alle schnellen AWGs von Spectrum Instrumentation verfügbar ist, erzeugt aus mehreren DDS-Kernen ein Mehrträgersignal (Mehrtonsignal), wobei jeder Träger seine eigene genau definierte Frequenz, Amplitude und Phase hat.

Mit der Möglichkeit, zwischen dem normalen AWG-Modus (der Signalformen aus vorprogrammierten Daten erzeugt) und dem DDS-Modus (der nur wenige Befehle zur Erzeugung von Sinuswellen benötigt) umzuschalten, sind die Spectrum AWGs sehr vielseitig und können für nahezu jede Anwendung eingesetzt werden. Der interne Speicher von 4 GByte pro AWG-Karte und die schnelle DMA-Übertragung ermöglichen das Streaming von DDS-Befehlen mit einer Geschwindigkeit von bis zu 10 Mio. Befehlen pro Sekunde. Dank dieser Möglichkeit lassen sich benutzerdefinierte Rampen (S-förmig) und verschiedene Modulationsarten (FM und AM) mit einfachen, benutzerfreundlichen DDS-Befehlen auszuführen.

Konsortium will einen Quantenoptimierer bauen

Die verschiedenen AWGs von Spectrum Instrumentation werden seit Jahren weltweit in führenden Quantenexperimenten eingesetzt. Seit 2021 ist Spectrum Teil des Konsortiums Rymax One, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Förderprogramms „Quantentechnologien – von den Grundlagen bis zum Markt“ gefördert wird. Ziel des Konsortiums ist der Bau eines Quantenoptimierers. Die Entwicklung der DDS-Option basiert auf dem Feedback der Konsortialpartner und anderer Forschungseinrichtungen weltweit.

Die AWGs von Spectrum ermöglichen es, einzelne Atome – die Qubits – direkt von einem PC aus zu steuern. Der schnelle Streaming-Modus erlaubt auch das Datenstreaming direkt von einer GPU. Es ist jedoch zu beachten, dass große Datenmengen berechnet werden müssen, was die kritische Entscheidungsschleife verlangsamen kann.

Im Gegensatz dazu reduziert die neue DDS-Option die zu übertragende Datenmenge erheblich, während die volle Kontrolle über die einzelnen Qubits erhalten bleibt. Alle für die Quantenforschung erforderlichen Funktionen sind integriert. Mit nur einem Befehl können dynamische, lineare Rampen erzeugt werden, um Frequenzen und Amplituden äußerst präzise und fein zu ändern.

Verschiedene Signalformen erzeugen

Bei vielen Arten von Prüfsystemen ist es wichtig, exakte Signalformen zu erzeugen und diese einfach zu steuern. Die DDS-Option bietet Benutzern eine einfache Möglichkeit, viele Signalformen und deren zeitliche Abfolge sowie Frequenzänderungen zu erzeugen. Anwendungen, die schnelle Frequenzumschaltung und Feinabstimmung erfordern, sind weit verbreitet. Sie finden sie in industriellen, medizinischen und bildgebenden Systemen sowie in der Netzwerkanalyse, der Kommunikations- und Satellitentechnik. Hier werden Daten mittels Phasen- und Frequenzmodulation auf einem Träger kodiert.

Die DDS-Option ist ab sofort für 23 verschiedene AWG-Produkte von Spectrum Instrumentation verfügbar. Dazu gehören PCIe-Karten (M4i.66xx), PXIe-Module (M4x.66xx), tragbare LXI/Ethernet-Einheiten (DN2.66x) und Desktop-LXI/Ethernet-Geräte (DN6.66x). Alle bereits ausgelieferten Produkte der Serie 66xx können durch ein einfaches Firmware-Update mit der neuen DDS-Option ausgestattet werden. Die Programmierung erfolgt mit der im Lieferumfang enthaltenen Treiber-SDKs, wie Python, C++, MATLAB, LabVIEW und vielen weiteren.

(ID:49970479)