光谱仪器由于采用低成本的外部GPU卡进行持续的“动态”处理，英特尔的全系列PCIe数字化仪卡现在可以执行数字下变频(DDC)。DDC是一种强大的技术，通常用于各种通信系统，如数字无线电、雷达、移动电话、空间或卫星通信。在DDC过程中，射频或微波信号被转换到基带，其中包含感兴趣的信号。这种转换大大减少了产生的数据集，同时也提高了信号质量和测量精度。频谱仪器有48种不同的基于pcie的数字化仪(采样速度从5 MSPS到10 GSPS)，可以运行新的DDC功能，因此客户可以为他们的应用选择“完美适合”的型号。
DDC采用板载FPGA还是外置GPU卡?
大多数数字化仪的DDC实现使用板载现场可编程门阵列(FPGA)技术。输入的模拟信号被转换成数字数据，然后被传递到FPGA进行下变频。这种方法快速有效，但也有局限性。它需要大型且昂贵的FPGA技术以及专门创建的固件。定制固件也是一个挑战，需要专业的固件开发知识和昂贵的软件工具。
Spectrum Instrumentation公司的方法消除了这些障碍。通过使用该公司Spectrum的CUDA Access for Parallel Processing (SCAPP)软件开发工具包，数字化仪获取的数据可以通过数字化仪的PCIe总线直接传输到基于CUDA的GPU。GPU可以有数千个核并行工作，然后允许使用C/ c++语言创建处理软件。这使得DDC实现更加容易，因为可以使用正常的编程技能进行定制。从经过测试的DDC示例开始，可以立即获得结果，并提供一个平台，可以进一步进行软件优化。
以12.8 Gb/s流速率运行的工作示例
Spectrum instruments数字化仪产品线包括三种不同平台(M2p, M4i和M5i)的PCIe卡。这些采样率从低至5 MS/s到超快的10 GSPS，分辨率从8到16位，带宽从2.5 MHz到超过3 GHz。M5i系列代表了最高的范围，提供最快的采样率和最高的带宽，所有的12位分辨率。M5i系列的另一个关键特性是它们能够以12.8 Gb/s的市场领先速率通过PCIe总线传输数据。
所述特征图像包括信号下变频前后的频域截图。这是M5i。使用3337-x16数字化卡以6.4 GSPS的速率对702 MHz的输入信号进行采样。采集到的数据连续流式传输到6144核的Nvidia RTX A4000 GPU，最大传输速度为12.8 Gb/s。这样，工作示例就具有执行DDC功能所需的各种处理块。这包括一个直接数字合成器(DDS)，低通滤波和下采样。GPU执行所有必要的DDC任务。在这种情况下，它将数据与复杂的正弦波(由DDS生成)混合，应用移动平均线，抽取结果(在这种情况下是512的因数)，将抽取的数据通过有限脉冲响应滤波器，重新缩放，然后将处理后的数据传输到PC存储器进行存储(或进一步处理)。
两个频域截图显示，下转换(绿色)信号的信噪比比原始(黄色)提高了近10 dB。此外，数据文件已经大大减少了512倍，但仍然保留了感兴趣的信号频率范围内的所有重要信息。较小的数据文件现在对于传统PC来说更容易存储、分析和显示。
从现在开始，新的DDC功能是低成本SCAPP包的一部分。这个软件包需要结合新的或现有的频谱数字化与GPU卡。