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Digitizer StudioI digitalizzatori ad alte prestazioni di Teledyne SP Devices vengono frequentemente utilizzati in applicazioni che beneficiano della loro capacità di elaborazione numerica del segnale in tempo reale che possono essere personalizzate tramite la programmazione del potente chip FPGA integrato sulla scheda.

Le funzionalità dei digitalizzatori possono essere ulteriormente potenziate e specializzate attraverso pacchetti firmware opzionali che non richiedono competenze specifiche per lo sviluppo del firmware FPGA. Queste opzioni firmware estendono le capacità di elaborazione del segnale predefinite mettendo a disposizione ulteriori funzioni particolari dedicate ad applicazioni specifiche, ad esempio per la soppressione del rumore proveniente da dei sensori, la demodulazione per le radio definite dal software e altre ancora.

Schema a blocchi di un digitalizzatore avanzato di Teledyne SP DevicesLe FPGA (Field Programmable Gate Array) sono una soluzione molto potente per la realizzazione di sistemi di acquisizione dati ad alte prestazioni, in quanto offrono un'impareggiabile potenza di elaborazione del segnale in tempo reale.

Spostando le funzioni di elaborazione dei dati acquisiti in tempo reale dal PC host alla FPGA integrata sulla scheda del digitalizatore, si riesce a scaricare la CPU del PC e si rilassano i requisiti di velocità di trasferimento dei dati richiesti per la comunicazione tra digitalizzatore e CPU. La ripartizione ottimizzata del carico di elaborazione tra FPGA e CPU è la chiave per raggiungere i livelli di prestazioni necessari in molte delle applicazioni di frontiera.

Per sfruttare al massimo la FPGA, è opportuno utilizzare il firmware più adatto, eventualmente personalizzandolo in base al tipo di elaborazione in tempo reale da applicare ai segnali acquisiti.

Tuttavia, la configurazione e il funzionamento di questi moduli firmware non sono mai stati così veloci e facili. Teledyne SP Devices, pertanto, ha ora introdotto nell'ultima revisione del suo ambiente di sviluppo Digitizer Studio la possibilità di accedere direttamente alle impostazioni del firmware e al flusso d'uscita dei dati elaborati tramite un'interfaccia utente grafica molto più facile da usare.

Si tratta di un importante miglioramento che accelera significativamente la personalizzazione del firmware del digitalizzare in base alla proprie esigenze specifiche e  la sua l'integrazione a livello di sistema.

Funzionalità del firmware FWATDUn esempio dei pacchetti firmware opzionali che possono ora essere personalizzati tramite l'interfaccia grafica di Digitizer Studio è FWATD (Advanced Time Domain), una versione dedicata alle elaborazioni avanzate del segnale nel dominio del tempo, in particolare per sopprimere gli effetti del rumore e migliorare la sensibilità e gamma dinamica di un sistema di acquisizione nei confronti dei piccoli signali vicini alla soglia del rumore di fondo.

Il firmware FWATD aiuta ad esempio a tracciare e correggere le fluttuazioni del livello di riferimento (livello DC) dipendenti dalla temperatura, che possono altrimenti portare a un rilevamento errato di eventi corrispondente a segnali di piccola intensità, o persino al rilevamento di falsi impulsi.

Il firmware supporta diversi tipi di metodi per le riduzione del rumore, sia per combattere il rumore casuale che eliminare il rumore sistematico. L'architettura flessibile della FPGA e le impostazioni del firmware definite dall'utente permettono di adottare una strategia di riduzione del rumore su misura e ottimizzata per varie applicazioni.

L'opzione firmware FWATD è stata progettata per riuscire a ottenere una gamma dinamica estrema, che si avvicina il più possibile alla massima dinamica garantita teoricamente dalla risoluzione verticale del digitalizzatore.

Estensione della gamma dinamica

Grazia a un digitalizzatore che garantisce una gamma dinamica molto elevata, un segnale debole che si verifica raramente può essere correttamente rilevato anche quando coesiste con un segnale di forte intensità.

Alcune applicazioni tipiche che richiedono misure avanzate nel dominio del tempo e che beneficiano della disponibilità di una gamma dinamica estremamente elevata sono sono ad esempio nel campo degli strumenti scientifici in genere, la risonanza paramagnetica degli elettroni, gli esperimenti di fisica delle particelle e il rilevamento di eventi tramite sensori in fibra distribuiti.