ハンドブック　オシロスコープとデジタイザはどう違う？ ver20

徹底解説！ オシロスコープと デジタイザはどう違うver20 違いや用途、使い分けについて 初心者にもわかりやすく解説！

デジタイザの概要 特長 省スペース、収集データを高速にPCに転送 PCに挿入（PCIeインタフェース）、PXIeシャーシに挿入（PXIeインタフェース）或いは、PCと LAN接続（NETBOX) 手持ちのPCがオシロスコープに！ 主な機能 サンプリング速度：1kS/s～10GS/s 分解能：8ビット～16ビット チャネル数：1,2,4,8,16 ～48 豊富な解析機能（SBench6-Pro） デジタイザとは、アナログ量をデジタルデータに変換する装置です。 ここでは、アナログ電圧信号をデジタルデータに変換する装置に関しての説明をします。 アナログ電圧信号をデジタルデータに変換する装置と言うと、一般的には、AD変換器(Analog- to-digital converter)ですが、デジタイザは、AD変換器に、プリアンプ、メモリ、パソコンからの 制御、パソコンへのデータ転送を可能にする機構が組み込まれています。 デジタイザ 電圧 データ処理、解析、制御 アナログ電圧信号 パソコンから制御 入力電圧 パソコンに出力 時間 AD変換 電圧 電圧信号 デジタルデータ 01101100 01101101 時間 01101111 ・ 01101001 デジタルデータに変換する事・により、 パソコン上で種々の処理が容易に行えます。 用途 分光計、医療機器（OCTなど）、自動車関連、自動試験装置、大規模物理実験装置、レーザ応用（Lidarな ど）、航空宇宙、レーダー、超音波、電波望遠鏡

デジタイザの機能と形状 製品の機能と形状 digitizerNETBOXとPCを用いて、信号を補足・表示・格納 イーサネット （有線・無線） NETBOX PC＋SBench6* SBench6*を用いてLAN経由で、それぞれの計測条件をコントロール、計測結果表示＋演算/報告書 デスクトップに挿入しての使用 （装置への組み込み用途） デジタイザ ボードをデスクトップPCに挿入 8カードまで同期可能 ソフトウェア対応 SBench6 https://www.imt-elk.com/products/sbench6 主な機能 Standard：波形表示、データ保存、データ生成他 SBench6-Pro：種々の演算（FFT、SN比計測）、レポーティングをサポート デジタルデータの表示、収集データの内挿・補間機能 Sbench6-Multi： SBench6-Proと一緒に使用して、複数台を同期した場合の操作 Scriptツールにより、自動化と外部ソフトウェアからのコントロールが可能 各種ソフトウェア対応 Windows/Linux環境下で、様々なプログラム言語によりコントロールする事ができます。 C/C++, Visual basic, VB.NET, C#, Delphi, Python, JAVA, LabVIEW etc.

オシロスコープとどこが違うのか？ オシロスコープとの違いは？ 近年、オシロスコープはデジタル化され、 DSO（デジタルストレージオシロスコープ）と呼ばれており、 オシロスコープの中にはデジタイザの機能が含まれています。 オシロスコープとデジタイザは、同じ様な機能を持った測定器なのですが、 下記のような特徴があります。 オシロスコープ デジタイザ オシロスコープ デジタイザ 主に波形観測（既知の信号） 主に波形観測（未知の信号） ・一定の測定条件下で、収集データ ・測定条件（レンジ、サンプリング をPC等へ高速に転送する。 レート）を変更しながらディスプレイ 基本機能 ・高速のトリガ繰り返し信号を、連続 上の波形を観測する。 して格納する事ができる。 ・表示更新は速いが、測定データ格 ・連続計測モード（Streaming Mode) 納は早くない。 がある。 形態 スタンドアロン（持ち運び可能） 組み込み用（PCとの連携） 主な用途 実験、故障解析、デバッグ 検査、観測、大規模装置 データ転送速度 遅い（～5MB/s) 速い（～12.8GB/s） 入力チャンネル数 1～8程度 1 ～ 128 以上 単体価格 安い 高い トータルコスト 高い 安い

デジタイザの機能と特徴解説 同時サンプリング SPECTRUM社のデジタイザは、独立したAD変換器を持ち全て完全な 同時サンプリングを実現しています。全てのチャネルは、独立し た入力アンプを持っており、入力チャネルに関連する種々のセッ ティングは、全て個々に設定することができます。 内蔵FPGAによる演算機能 ◆PCIe 33xx、44xx、22xxシリーズとPXIe、digitizerNETBOXの44xxと 22xxシリーズのデジタイザは、全て搭載されたFPGAにより機能拡 張されます。 Block Average Processingは、多くの繰り返し信号の積算と平均化が 行えます。Block Statistics Processingは、収集データの最小、最大の ピークを求めます。 ◆PCIe、PXIe、digitizerNETBOXの44xxシリーズには、移動平均機能 が組み込まれており、ノイズを平滑して、SNR、SFDR、ENOB等を 向上する事ができます。 トランジェント キャプチャ/リング バッファ モード このモードでは、トリガイベント毎に、pre, postトリガを含むデー タがバッファメモリに連続して書き込まれます。さらに、データ 収集中でも、トリガ毎にデータが格納されます。 FIFOモード FIFOモードでは、デジタイザとPCメモリ或いはハードディスク間 の連続的なデータ転送を行えます。ボード上のメモリを実際の FIFOバッファとし、非常に信頼性の高い転送を実現しています。 最大3.4GB/sで連続的な転送速度を目的としています。 マルチレコードモード このモードは、ハードウェアをソフトウェアで再スタートせずに、 トリガ毎にデータ収集を可能にします。デジタイザの内蔵メモリ は、セグメントに分割され、各トリガ毎に、データを記録します。 ゲーティドレコード モード このモードのデータ収集は、外部ゲート信号により制御されます。 ゲート信号がプログラムされた値に達した場合に、各ゲートの前 後に設定されたデータ数が収集されます。 ABAモード/デュアル タイムベース ABAモードは、マルチレコードモードに似ていますが、セグメント データ間の指定した範囲で（例えば、データモニタなどの目的の ために）より遅いサンプリングレートでのデータ収集を行えます。 ABAモードでは、１つの測定器の中で、トランジェントレコーダと 一般的なレコーダのコンビネーションが可能です。 タイムスタンプ タイムスタンプは、計測スタートからの時間、計測トリガ、GPSか らの受信信号に同期して出力されます。 これにより、異なる位置にあるシステムの収集データを正確な時 間関係で測定可能にします。

デジタイザの機能と特徴解説 デジタイザの基本 デジタイザの基本性能を表すものとして、下記があります。 入力レンジ：入力の電圧レンジの事です。1Vレンジの場合、通常-0.5V～+0.5Vの電圧を扱う事ができます。 入力レンジは、50mV～10V程度で、切り替え可能です。 入力インピーダンス：通常50Ωか1MΩのものがほとんどです。 変換ビット数：入力の電圧信号を、何ビットのデジタル信号に変換するかのビット数の事で、ビット数が多い程、 変換に時間がかかるため、変換速度が遅くなります。 サンプリング周波数：1秒間に何回入力電圧信号を、デジタル信号に変換するかの頻度を周波数(Hz)または サンプル数(S/s)で表します。 通常デジタイザの最大値を言い、1kHz(1kS/s)～10GHz(10GS/s)程度の値になります。 プラットフォーム(インターフェース)：パソコンとの接続方法の事で、PCI、PCIe、PXI、PXIe、LXIなどが使われています。 ・入力レンジ 電圧 デジタイザ ・入力インピーダンス アナログ電圧信号 ・変換ビット数 ・サンプリング周波数 入力 ・プラットフォーム 時間 デジタル信号 電圧 01101100 電圧 電圧信号 AD変換 01101101 01101111 パソコンに出力 ・ 時間 01101001 アベレージャについて デジタイザにはFPGA（Field Programmable Gate Array）を搭載している製品があり、これによりデジタイザ 自身で各種信号処理を行うことができます。 代表的な信号処理機能としては、アベレージャ（通常はオプション機能）があり、周期的な信号を何万回 も積算しての積算値、或いは積算後の平均値をPCに出力する事が可能です。このアベレージャ機能により、 ノイズに埋もれた繰り返し信号を検出することができます。これは、積算処理によりランダムなノイズ成分 が相殺されるのに対して、周期的な信号は積算されて行くためです。 パソコン上でも同様の処理が可能ですが、デジタイザに搭載されたFPGAでアベレージ処理を行い、結果の みをパソコンに転送する事により、収集周期ごとのパソコンへのデータ転送が不要となります。これにより、 パソコンへのデータ転送速度が処理のネックとならず、遙かに高速な繰り返し信号の処理が可能となります。 PC 電圧 デジタイザ 繰り返し信号 積算結果のみ 入力 パソコンに出力 … 時間 電圧 転送データ量が ランダムノイズ 大幅に低減 … 時間 積算後ランダムノイズが大きく低減

デジタイザの機能と特徴解説 大量データの高速・並列処理 デジタイザには、FPGA（Field Programmable Gate Array）を搭載している製品があり、積算・ 平均化処理（アベレージャ）など各種信号処理を行う事が可能です。 しかし、FPGAで処理できるデータ長はFPGAの性能などで制限されます（アベレージャでは、通常 データ長128kS ～ 640kS程度まで処理可能）ので、非常に長い繰り返しデータの積算・平均化処 理を行いたい場合は、パソコンでの処理となります。この場合、デジタイザからパソコンへの データ転送速度がボトルネックとなったり、またパソコン自体の演算処理速度が不足する場合が あります。この様な場合、OSが介入しないPCIe直接転送RDMAと、スーパーコンピュータ並みの高速 演算処理が可能なNVIDIAのGPUを使用したCUDAによるSCAPP（以下参照）が、お勧めです。 電圧 デジタイザのFPGA上で PC 繰り返し信号 積算、平均化処理を実施 積算結果のみ 入力 … パソコンに出力 時間 電圧 転送データ量が ランダム・ノイズ 大幅に低減 … 時間 積算後ランダムノイズが大きく低減 SCAPP(Spectrum CUDA Access for Parallel Processing） Spectrum社デジタイザ 応用例 （M5i, M4i, M4X, M2p) リアルタイム処理（高速処理）要求への対応 （FFT、フィルタリング、積算・平均化処理等の演算） CPU （通常の処理） 特長 デジタイザで測定したデータをCUDAの環 ドライバオプション 境下で直接GPUに送り、GPUでの演算結果 RDMAによりデータ をCPUに送る事により、リアルタイム処理 を直接GPUに転送 に対応可能。 M5Iの場合 （GPUの処理能力は、CPUの数百倍以上） PCIe Gen3 x16 転送速度（12.8GS/s） 演算結果をCPUへ CUDA：グラフィックカードメーカーNVIDIA社が提供する GPUコンピューティング向けの統合開発環境。プログラム 記述、コンパイラ、ライブラリ、デバッガなどから構成 NVIDIA GPU されており、C言語によるプログラミングの経験があれば （Graphic Processing Unit） 扱いやすくなっています。 PCIe OS環境：LINUX、Windows

PCIeとLXI PCIeについて PCIe（PCI Express）とは、パソコン内にある周辺機器増設用の非常に高速なシリアルインタェー スです。パソコン内のグラフィックカードもPCIeで接続されています。 デジタイザ、AWGもパソコンに組み込むためにPCIeを使用しており、Gen3 x16（Generation 3, 16レーン）では、約12.8GB/sの高速度でパソコンへのデータ転送が可能となっています。 電圧 デジタイザ、AWG アナログ電圧信号 入力、出力 時間 パソコンとのデータ転送 M5iの場合 デジタル信号 PCIe Gen 3, x16 0110110010110000 12.8GS/s 0110111111000001 ・ 0110100100101011 この高速PCIeインタフェースにより、リアルタイムでのデータ収集、データ出力、データ転送、 処理、デジタイザとAWGの連係動作が可能となります。 LXIについて LXI（LAN eXtensions for Instrumentation）とは、Ethernet Interfaceを測定器用に拡張した規格で、ご使 用中のLANを介してデジタイザ、AWG等とパソコン、ノートパソコン等を簡単に接続できます。こ れにより、パソコンとデジタイザ、AWGの設置自由度が高まり、デジタイザ、AWGを分散設置して 遠隔制御し、測定することも可能になります。 データ転送速度は、ご使用のLAN環境に依存しますが、Gigabit Ethernet環境では最大100MB/s程度 です。 電圧 デジタイザ、AWG アナログ電圧信号 NETBOX 入力、出力 時間 LAN環境 LANケーブル モバイル、 直結 サービス用途

製品カタログ デジタイザ 33xxシリーズ 12ビット 高速デジタイザ（～10 GS/s） ・分解能 12ビット ・M5i.3321-x16: 3.2GS/s(2ch) 帯域幅 1GHz M5i.3330-x16: 6.4GS/s（1ch） 2GHz M5i.3337-x16: 3.2GS/s（2ch）, 6.4GS/s（1ch） 帯域幅 2GHz M5i.3350-x16: 10GS/s(1ch) 3GHz M5i.3357-x16: 5GS/s(2ch), 10GS/s(1ch) 3GHz M5i.3360-x16: 10GS/s(1ch) 4.7GHz M5i.3367-x16: 5GS/s(2ch), 10GS/s(1ch) 4.7GHz ・内蔵のデータメモリ 2 GSamples（4 GByte）、8 GSamples（16 GByte）オプション ・PCIe上で最高12.8 GByte/sの高速データ転送 PCIe x16 Gen3インタフェース ・トリガモード:チャネル、External、Edge、Software、Window、Re-arm、OR/AND、Delay ・データ収集モード：Single-Shot、Streaming、Multiple Recording、FIFO、Timestamp ・カード内蔵データ分析信号処理 :ブロック平均（Average) option ・デジタルおよびパルス列を最大4」出力 オプション PCIe ・PCIe x16 Gen3 NEW! ・転送速度：12.8GB/s ・SMAコネクタ ・同期：Star-Hubによる 8カード連携 ・SCAPPオプション、DDC機能付き ・8ビットStreamingモード オプション 22xxシリーズ 8ビット 高速デジタイザ（～5GS/s） ・サンプリングレート：1.25GS/s～5GS/s ・帯域：500MHz～1.5GHz （入力インピーダンス 50Ω） ・マルチチャネル対応：1～32チャネル(カード)、8～24チャネル(NETBOX) ・機能/モード：リングバッファ、マルチレコードモード、ゲーティドレコードモード、ABAモード、タイムスタンプ ・カード内蔵データ分析信号処理 :ブロック平均およびピーク検知 ・トリガ機能：レベル、エッジ、ウィンドウ、re-Arm、OR/AND ・デジタルパルスおよびパルス列を最大4出力 オプション PCIe PXIe ・GBitイーサネット ・GBitイーサネット ・リモートコントロール ・リモートコントロール ・転送速度：100MB/s ・転送速度：100MB/s ・SMAコネクタ ・SMAコネクタ ・DC駆動オプション ・12/16/20/24チャネル ・2/4/8チャネル ・PCIe x8 Gen2 ・PXIe x4 Gen2 ・転送速度：3.4GB/s ・転送速度：1.7GB/s ・同期：Star-Hub 8カード ・PXIe reference clock/ ・SMA、MMCXコネクタ trigger サポート ・SCAPP・DDCオプション

製品カタログ デジタイザ 44xxシリーズ 14/16ビット 高速・高分解能デジタイザ（～500MS/s） ・サンプリングレート：130MS/s～500MS/s ・帯域：50ＭHz～1.5GHz（入力インピーダンス 1MΩ/50Ω） ・マルチチャネル対応：1～32チャネル ・機能/モード：リングバッファ、マルチレコードモード、ゲーティドレコードモード、ABAモード、タイムスタンプ ・カード内蔵データ分析信号処理 :ブロック平均およびピーク検知、BOXCAR平均（移動平均） ・トリガ機能：レベル、エッジ、ウィンドウ、re-Arm、OR/AND ・デジタルパルスおよびパルス列を4出力 オプション PCIe DIオプション PXIe M4i.44xx-DigSMA ・PCIe x8 Gen2 ・形状：SMAタイプ 8チャネル ・PXIe x4 Gen2 ・転送速度：3.4GB/s M4i.44カードの隣に実装 ・転送速度：1.7GB/s ・同期：Star-Hub 8カード （１スロット専有） ・PXIe reference ・SMA、MMCXコネクタ ・デジタイザに同期してDIデータ収集 clock/trigger サポート ・SCAPP/DDCオプション 44xxシリーズ 14/16ビット 高速・高分解能デジタイザ（～500MS/s） NETBOX ・サンプリングレート：130MS/s～500MS/s ・帯域：50ＭHz～1.5GHz（入力インピーダンス 1MΩ/50Ω） ・マルチチャネル対応：8～24チャネル ・機能/モード：リングバッファ、マルチレコードモード、ゲーティドレコードモード、ABAモード、タイムスタンプ ・カード内蔵データ分析信号処理 :ブロック平均およびピーク検知、BOXCAR平均（移動平均） ・トリガ機能：レベル、エッジ、ウィンドウ、re-Arm、OR/AND ・デジタルパルスおよびパルス列を4出力 オプション ・GBitイーサネット ・GBitイーサネット ・リモートコントロール ・リモートコントロール ・転送速度：100MB/s ・転送速度：100MB/s ・SMA、MMCX ・SMA、MMCX ・DC駆動オプション ・12/16/20/24チャネル ・2/4/8チャネル

製品カタログ デジタイザ 591x～596xシリーズ 16ビット 汎用デジタイザ（5MS/s～125MS/s） ・サンプリングレート：5MS/s～125MS/s ・帯域：2.5MHz～60MHz （入力インピーダンス1MΩ/50Ω） ・マルチチャネル対応：1～128チャネル ・機能/モード：リングバッファ、マルチレコードモード、ゲーティドレコードモード、ABAモード、タイムスタンプ ・トリガ機能：レベル、エッジ、ウィンドウ、re-Arm、OR/AND ・デジタルパルスおよびパルス列を最大4出力 オプション DIOオプション M2p.xxxx-DigFX2 M2p.xxxx-DigSMB ・形状：FX2タイプとSMBタイプの2種類 M2pカードの piggy back（子ガメ）として取 り付け ・XIOの拡張16チャネル：M2pデジタイザに ・PCIe x4 Gen1 同期してDIデータ収集、トリガなど非同期 ・転送速度：700MB/s 信号の入出力 ・同期：Star-Hubによる 16カード連携 ・DN2、DN６にも機能追加可能 ・SMA、MMCXコネクタ ・SCAPP/DDCオプション 59xxシリーズ 16ビット 汎用デジタイザ（NETBOX) ・サンプリングレート：5MS/s～125MS/s ・帯域：2.5MHz～60MHz （入力インピーダンス1MΩ/50Ω） ・マルチチャネル対応：16～48チャネル ・機能/モード：リングバッファ、マルチレコードモード、ゲーティドレコードモード、ABAモード、タイムスタンプ ・トリガ機能：レベル、エッジ、ウィンドウ、re-Arm、OR/AND ・デジタルパルスおよびパルス列を最大4出力 オプション ・GBitイーサネット ・GBitイーサネット ・リモートコントロール ・リモートコントロール ・転送速度：100MB/s ・転送速度：100MB/s ・BNCコネクタ ・BNCコネクタ ・DC駆動オプション ・24/32/40/48チャネル ・4/8/16チャネル DN2.59x-08のディジタル入力オプション アナログ入力：8チャネル ディジタル入力：11チャネル

製品カタログ AWG 66xxシリーズ 16ビット 高速任意波形発生器（AWG） ・サンプリングレート：625MS/s～1.25GS/s ・帯域：200MHz～400MHz ・分解能：16 ビット ・マルチチャネル対応：1～32チャネル(カード)、8～24チャネル（NETBOX） ・機能/モード : シングルショット、マルチリプレイゲーティドリプレイ、FIFOリプレイ、シーケンスリプレイ PCIe PXIe ・GBitイーサネット ・GBitイーサネット ・リモートコントロール ・リモートコントロール ・転送速度：100MB/s ・転送速度：100MB/s ・SMAコネクタ ・SMAコネクタ ・DC駆動オプション ・12/16/20/24チャネル ・2/4/8チャネル ・PCIe x8 Gen2 ・PCIe x4 Gen2 ・転送速度：3.4GB/s ・転送速度：1.7GB/s ・同期：Star-Hub 8カード ・PXIe reference clock/ ・SMA、MMCXコネクタ trigger サポート ・SCAPPオプション 65xxシリーズ 16ビット 汎用任意波形発生器（AWG） ・サンプリングレート：40MS/s～125MS/s ・帯域：20MHz～70MHz ・分解能：16 ビット ・マルチチャネル対応：1～128チャネル(カード)、4/8/16チャネル（NETBOX） ・機能/モード :シングルショット、マルチリプレイゲーティドリプレイ、FIFOリプレイ、シーケンスリプレイ ・出力振幅：±3V（50Ω負荷の場合）/ ± 6V（1MΩ負荷の場合、 高電圧出力タイプの場合 ± 6V/±12V） ・デジタルパルスおよびパルス列を最大4出力 オプション DIOオプション M2p.xxxx-DigFX2 ・GBitイーサネット M2p.65xx-x4 M2p.xxxx-DigSMB ・GBitイーサネット ・リモートコントロール ・リモートコントロール ・転送速度：100MB/s ・転送速度：100MB/s ・BNCコネクタ ・BNCコネクタ ・DC駆動オプション ・24/32/40/48チャネル ・4/8/16チャネル ・PCIe x4 Gen1 ・形状：FX2タイプとSMBタイプ ・転送速度：700MB/s M2pカードの piggy backとし ・同期：Star-Hubによる て取り付け 16カード連携 ・XIOの拡張16チャネル ・SMA、MMCXコネクタ ：M2pAWGに同期して ・SCAPPオプション DOデータ出力、トリガなど 非同期信号の入出力

製品カタログ hybridNETBOX デジタイザとAWGを同一BOX Gbitイーサネット接続 hybridNETBOX 80x/81xシリーズ デジタイザ・任意波形発生器（AWG） ・2+2/4+4/8+8チャネル ・分解能：16 ビット ・サンプリングレート：40MS/s, 125MS/s ・帯域：20MHz, 70MHz ・データメモリ：512Mサンプル ・デジタイザ：6入力レンジ（±200mV～±10V) ・AWG出力振幅： 81シリーズ ±6V（50Ω負荷の場合）、 ± 12V（1MΩ負荷の場合） ・機能/モード : マルチレコード、Gatedレコード、マルチリプレイ、シーケンスリプレイ、タイムスタンプ ・DC駆動オプション（12V/24V） ・デジタルパルスおよびパルス列を最大4出力 オプション hybridNETBOX 82xシリーズ デジタイザ・任意波形発生器（AWG） ・2+2/4+4チャネル ・分解能：デジタイザ 14/16ビット、AWG 16 ビット ・サンプリングレート：デジタイザ 250MS/s, 500MS/s AWG 625MS/s, 1.25GS/s ・データメモリ：2Gサンプル ・デジタイザ：6入力レンジ（±200mV～±10V) ・AWG出力振幅：2出力±2V（50Ω負荷の場合）、 ± 4V（1MΩ負荷の場合） 4出力 ±2.5V（50Ω負荷の場合）、 ± 5V（1MΩ負荷の場合） ・機能/モード : マルチレコード、Gatedレコード、マルチリプレイ、シーケンスリプレイ、タイムスタンプ

DIOの機能と特徴 Digital I/Oの機能 DIの機能と特長 FIFOモード FIFOモーでは、DIとPCメモリ或いはハードディスク間の連続的なデータ転送を行えます。ボード上のメモリを実際のFIFOバッ ファとし、非常に信頼性の高い転送を実現しています。M4i.77xx-x8は、最大3.4GB/sで連続的な転送速度を実現しています。 マルチ レコードモード モードコノでは、ハードウェアをソフトウェアで再スタートせずに、トリガ毎にデータ収集を可能にします。DIの内蔵メモリは、セグ メントに分割され、各トリガ毎に、データを記録します。 トリガソース 測定は、信号とは別に設定されたトリガ信号、或いは、プログラムされたパターントリガにより行われます。 さらに、それらのOR 或いはANDでも可能です.。 External クロック サンプリングクロックは、外部信号によっても行う事ができます。この信号は、同期収集のために、内部サンプリングクロックの ためのreferenceとしても使用できます。さらに、この信号は、いかなる周波数変更、或いはクロックギャップがあっても影響を受 けない(SDRとDDR)の上のプログラマブル・クロック遅れおよび直接サンプリングのstate clockとしても扱うことができます。 ゲーティド レコード モード このモードのデータ収集は、外部ゲート信号により制御されます。ゲート信号がプログラムされた値に達した場合に、各ゲート の前後に設定されたデータ数が収集されます。 タイムスタンプ タイムスタンプは、計測スタートからの時間、計測トリガ、GPSからの受信信号に同期して出力されます。 これにより、異なる位置にあるシステムの収集データを正確な時間関係で測定可能にします。 DOの機能と特長 シングル 出力モード オンボードメモリのデータを1回だけ再生します。 トリガソースは外部トリガ入力又はソフトウェアトリガです。 リピート 出力モード オンボードメモリのデータをプログラムされた回数連続或いは、停止コマンドが実行されるまで出力します。 シングルリピート 出力モード オンボードメモリのデータは各トリガ後に1回再生します。 トリガソースは外部トリガ入力又はソフトウェアトリガです。 FIFO モード FIFO（ストリーミングモード）は、カードとPCメモリ間の継続的なデータ転送用に設計されています。 。 M2p.7515-x4 (PCI Express x4 Gen1インタフェース）は、最大700MB/sのストリーミング速度、M4i.77xx-x8（PCI Express x８ Gen２インタフェース）は、 最大3.4GB/sのストリーミング速度で出力可能です。 マルチ 出力モード いくつかのトリガ毎に、ハードウェアを再起動せずに高速出力可能です 。オンボードメモリは、いくつかのセグメントに分割され ており、各セグメントには、異なるデータを含めることが可能です。 ゲーティド 出力モード 外部ゲート信号によって制御されるデータ再生が可能、データは、ゲート信号がプログラムされたレベルに達した場合にのみ 再生します。 シーケンス モード オンボードメモリを異なる長さのいくつかのデータセグメントに分割可能です。 これらのデータセグメントは、追加のシーケンス メモリを使用してユーザーが選択した順序でチェーンされます。 このシーケンスメモリでは、各セグメントのループ数をプログラ ムし、セグメントからセグメントに進むようにトリガ条件を定義できます。 シーケンスモードを使用すると、簡単なソフトウェアコマ ンドで再生波形を切り替えたり、他のセグメントの再生中に同時にセグメントの波形データを再定義したりすることも可能になり ます。 トリガ関連およびソフトウェアコマンド関連のすべての機能は、単一のカードでのみ機能します。

製品カタログ DIO 77xxシリーズ 32チャネル ロジックアナライザ ・クロックレート：～720MS/s ・マルチチャネル対応：16～64チャネル/カード（1024チャネル/システム） ・機能/モード：シングルショット, マルチレコード, ゲーティドレコード, ストリーミング(FIFO)データ収集 PCIe ・PCIe x8 Gen2 ・転送速度：3.4GB/s ・同期：Star-Hub 8カード ・2 VHDCIコネクタ ・SCAPPオプション 7515 32チャネル DIO ・クロックレート：～125MHz ・マルチチャネル対応：32チャネル/カード X16カード ・機能/モード：DI機能 Single-Shot、マルチレコード、ゲーティド レコード、 Streaming(FIFO)データ収集モード DO機能 シングル、リピート、シングルリピート、マルチ、ゲーティド、FIFOモード、シーケンス モード 3.3/5V TTL出力 PCIe ・PCIe x4 Gen1 ・転送速度：700MB/s ・同期：Star-Hub 8カード ・2 Hiroseコネクタ ・SCAPPオプション

アプリケーション例 ＜マルチチャネル計測＞ Spectrum製品の機能・特徴 概要 主な解析例 ・大規模物理実験装置、マトリックス状に配置した 測定データのEXCEL解析例 種々の素子の特性検査、大型装置などの多点の 信号を、効率よく且つ、同期測定できます。 ・チャネル数 カ－ド当たり 1,2,4,8ですが、 複数カード連携（最大で8台まで）可能。 また、NETBOXを使用する事により、サンプリングレー トによっては、1台のNETBOX当たり、最大48チャネル まで可能。 SBench6を用いて、 システム構成 それぞれの計測条件をコントロール、 計測結果表示＋演算/報告書へ イーサネット SBench6のデータ解析例 NETBOX ＰＣ＋SBench6 ＜任意波形発生器とデジタイザの連携_hybridNETBOXの適用イメージ＞ 概要 Spectrum製品の機能・特徴 PCからのプログラミング、付属のGUI "SBench6"からの設定により、AWGから任意のアナログ波形を生成し、 測定対象に印加することができます。また、デジタイザから取得した実際の波形を、AWGから再生したり、さら にパソコンで加工、処理した波形を出力することもできます。 “SBench6”：プログラムなしで、測定条件の設定、測定データの表示、格納他を行うことが出来る。・ AWG 制御 パソコン アナログ波形出力 波形データ転送 波形データ作成、 1 ～ 8 channel 16 bit 加工、制御。制御 デジタイザ PCのソフトウエア制御 DUT 応答 ハードウエア同期 解析、加工 実験、測定 制御 検査対象 アナログ波形入力 hybridNETBOX 取得データ転送 1 ～ 8 channel 16 bit

アプリケーション例 ＜高速演算例の紹介 SCAPP＞ Spectrum製品の機能・特徴 SCAPP (Spectrum’s Cuda Access Parallel Processing) 測定波形と FFT演算 PCIe Gen2 x8 転送速度(3GB/s) 応用例 リアルタイム処理（高速処理）要求への対応 測定波形 デジタイザ （M5i, M4i, M4X, M2p) (Lidar、FFT、フィルタリング、平均化処理等の演算) CPU （通常の処理） 特長 デジタイザで測定したデータをCUDA ドライバ の環境下で直接GPUに送り、GPUでの オプション 演算結果をCPUに送る事により、 リアルタイム処理に対応可能。 Data （GPUの処理能力は、CPUの数百倍以上） Remote DMAにより データを直接GPUへ 演算結果をCPUへ FFT *CUDA：半導体メーカーNVIDIA社が提供する GPUコンピューティング向けの統合開発環境。プ GPU ログラム記述、コンパイラ、ライブラリ、デバッガな （Graphic Processing Unit) どから構成されており、C言語によるプログラミン グの経験があれば扱いやすくなっています。 OS環境：LINUX、Windows ＜部品特性検査（ダイオードの例＞ 電子機器・基板検査 概要 システム構成 AWG デジタイザ 簡易部品計測の例としてツェナーダイオードの例を 同期 示します。 ・電流の増減に伴う電圧の値を測定するための条件 電流値のスイープ機能 電流出力に同期しての電圧測定 測定値のスケーリング機能 X-Y表示機能 主な仕様・特長 スプリッタ 高分解能デジタイジング機能 M4i.44xx、M2p.59xxシリーズ 16ビット、最大 500 MS/s 、帯域250 MHz 高分解能電圧出力機能 M4i.66xx、M2p.65xxシリーズ 16ビット 、最大 1.25 GS/s 、帯域400 MHz 高SNR、ローノイズ性能 SBench6の機能 ・Easy Generatorの波形作成機能：（sine, Square, triangle) ・出力波形のモニタ ・測定データのスケーリング機能/X-Y表示機能 SBench6 測定例

アプリケーション例 ＜アナログ/デジタル混在信号の同期計測＞ 電子機器・基板検査 概要 プロセッサを使用してコントロールをしている機器の場合、図１に示 すように、バス（例えばI2C）の動きと、それに同期したアナログ信号 （電源ライン、クロック、AD変換器の入力、DA変換器の出力）を測 定する必要がでてきます。 また、バスなどのデジタル信号も、その 立ち上がり/立ち下がり時間、ハイレベル/ローレベルの電圧値を 測定する必要が出てきます。 デジタイザM2p.59xx- x4とそのオプション或いはM4i.44xx-x8のDIオプションにより、上記 デジタル信号 が可能になります。 M2p.xxxx-DigFX2 主な仕様・特長 M4i.44xx-DigSMA M2p.xxxx-DigSMB アナログ信号 デジタイザM2p.59xx-x4（16ビット）と M4i.44xx-x8（16/14ビット）とそれぞれの DIオプション 図１ プロセッサー制御機器 ・物理層の信号計測（アナログ信号計測）とプロトコル層の信 号計測（ロジックアナライザのイメージ）を同期データ収集。 ・アナログ信号の分解能の最高ビットをデジタル信号に割り当 てる事により、同期計測を実現。 ・SBench6-Proを用いる事により、アナログ信号とデジタル信号 を同一画面上に、同期しての表示が可能 図2 SBench6による デジタル/アナログの同期信号計測例 ＜マルチチャネル多機能測定システム（同期計測）＞ 電子機器・基板検査 概要 最新の電子デバイスは、並列トポロジなどの使用により、複雑さを増し続けています。そ のため、電子デバイスの測定は、より高速でより多くの測定を行える必要があり、マルチ チャネルおよび多機能測定の方向に進んでいます。 電子制御ベースモータのインバータは、パルス幅変調（PWM）により制御、また、速度と 角度位置センサにより速度とトルクもフィードバック制御されています。補助装置間の通 図1 電子制御モータ 信に使用されているシリアルインタフェースの動作確認も必要です。 増幅器、フィルタ、受信機、およびデジタルインターフェースのテストには、信号源と測定 器を必要とします。 主な仕様・特長 M2Pシリーズは、アナログ信号発生用AWG、アナログ信号 測定用デジタイザ、高速デジタル信号収集・発生用の 図2 プロセッサー制御機器 デジタルI / Oカードでの使用しての同期計測が可能。 M2p.5968-x4 16ビット、125MS/s 、4CHデジタイザ M2p.6568-x4 16ビット、125MS/s 、8CH AWG M2P7515-X4 32CH、Digital I/O最大16個の異なるカード（デジタイザ、Star Hub によるAWGS、およびデジタルI/Oモジュール）を混合しての同期計測が可能 ・SBench6-Proを用いる事により、アナログ信号とデジタル信号 を同一画面上に、同期しての表示が可能 SBench6：プログラムなしで、測定条件の設定、測定データ 図3 SBench6による の表示、格納他を行うことが出来るツール。 デジタル/アナログの同期信号計測例

アプリケーション例 ＜自動車用リモートキーレスエントリー信号の計測＞ 自動車 概要 システム構成 Characterization of Remote Keyless Entry device - SPECTRUM Instrumentation (spectrum-instrumentation.com) M4i.2230-x8 SBench6ｰPro PCIe Gen2 x8 I/F 測定条件の設定 ・リモートキーレスエントリーは、単純な機械式からドアの開閉だ 8ビット 収集データの表示 けではなく、リモートスターター、キーレスイグニッションなど 最大5 GS/s 収集データの格納 を含んだミニチュア電子機器になってきています。 ・信号は、セキュリティのためUHF帯を使用しており、変調方式は、 帯域1.5 GHz 演算（FFT、フィルタ等） ASK、FSKを使用しています。 データメモリ 4 GS Export機能（MATLAB等） キャリア周波数は下記です。 主な解析例 日本/アメリカ 315 MHz, 433.92 MHz ヨーロッパ 434.79 MHz, 869 MHz ・上記の信号を測定するためには、高サンプリングレート 広帯域、 ロングメモリを持つ測定器・デジタイザが必要 になります。 必要な仕様 帯域 1.5 GHz以上 サンプリングレート 4 GS/s以上 データメモリ 450 MB以上 ＜燃料電池特性の計測＞ 自動車 SPECTRUM Instrumentation (spectrum-instrumentation.com) システム構成 概要 ・水素燃料電池は、自動車/大型トラック/バスなどに使用 され、水蒸気しか排出しないため、脱炭素に多いに貢献 します。 ・燃料電池のコンピュータモデルとの違い、実際の パラメータがどのように性能に影響するかは、秒オーダ ではなく、高速でのデータ収集が必要です。 M2p.5913-x4 SBench6ｰPro PCIe Gen1 x4 I/F 測定条件の設定 ・特にカソード経路に沿った動的な挙動を正確に測定する 8チャネルx3台 収集データの表示 必要があります。 （複数枚の同期測定可能） 収集データの格納 ・上記の条件に最適な測定器（デジタイザ）として、 16ビット 演算（FFT、フィルタ等） M2p.5913-x4を選択、実際には、3台のカードを連携し 最大 5 ＭS/s Export機能（MATLAB等） 20チャネルの測定を行っている例があります。 帯域 2.5 MHz データメモリ 512 MS ＜参考＞ M2p.5913-x4を複数台内蔵した digitizerNETBOX 主な解析例 DN6.591-24 24チャネル 16ビット 最大 5 ＭS/s 帯域 2.5 MHz LXIインタフェース

アプリケーション例 ＜車載計測用データレコーダ＞ 自動車 システム構成 概要 ポータブルPCに計測カード挿入の例 Automotive Data Recorder - SPECTRUM Instrumentation (spectrum-instrumentation.com) Vehicular Testing with Modular Digitizers - SPECTRUM Instrumentation (spectrum-instrumentation.com) ◇車載用測定用のデータレコーダに要求される機能 ・小型化（ポータブルPC、PXI、NETBOX等） ・トータルのテスト時間の短縮 計測カード *SBench6ｰPro ・アナログ/デジタル信号の収集ができる事 主にメカトロ計測用途 測定条件の設定 （センサ信号、制御信号など） M2p.5933-x4 収集データの表示 ・収集したデータの出力機能（アナログ/デジタル） M2p.7515-x4 収集データの格納 実験設備を使用したテストで、シミュレーション M2p.6536-x4 演算（FFT等） ・車載で使用した計測条件が、実験ベンチでも再現 Export機能（MATLAB等） 以上の条件を満足する測定器として最適なのは、Spectrum社のデ 主な解析例 ジタイザ、DIOモジュール、AWG（任意波形発生器） デジタイザ：8/12/14/16ビット、1～48チャネル サンプルレート5 MS/s～5 GS/s DIOオプション DIO：最高更新レート 125 MS/s、32チャネル AWG：16ビット、1～48チャネル 更新レート 40 MS/ s～1.25 GS/s DIOオプション *SBench6-Pro：プログラムレスで、測定条件の設定等可能 ＜航空機用電子システムのテスト＞ 航空機 使用しているデジタイザ Testing electronic aircraft systems using modular instruments - SPECTRUM Instrumentation (spectrum-instrumentation.com) M2p.5968-x4 4チャネル 概要 SBench6ｰProを使用 16ビット 最大 125 ＭS/s ◇装置とシステム間の通信（M2p.6968-x4を使用） 茶道測定可能 ・ARNIC 429 Buss（民間航空機用） データメモリ 512 MS 差動信号 M4i.2230-x8 Busスピード 100 kbit/s, 2秒間測定, 立ち上がり1.5 ±0.5 μsec 1チャネル ・MIL-STD 1553 buss（航空機、宇宙船用） 8ビット 差動信号 最大 5 GS/s Busスピード 1 Mbit/s 帯域 1.5 GHz ◇機内電源 データメモリ 4 GS ・交流電源（3Φ 400Hz)の相電圧、電流、電力、周波数 主な波形取得例 SBench6ｰProを使用 高調波成分等の測定 ・直流電源（28V）の電圧、リップル測定 ARNIC 429 Buss 機内交流電源（3Φ400Hz） ・インバータ波形（Dc⇒AC） ◇外部通信部のRF（M4i.2230-x8を使用） ・無線通信、高度計、航法補助装置、レーダー （VHF、UHF信号の直接測定、IF周波数測定） 要求される機能 MIL-STD 1553 Buss RF信号（FFT解析他） ・様々な測定対象、収集チャネル数などに対応できるよう な柔軟性のある測定が可能 ・波形測定だけではなく、AWG、DIOの測定が可能 ・測定データを物理層の信号に素早く変換 ⇒Spectrumのモジュール測定カード SBench6-Pro, PCIeバスによるPCへのの高速データ転送