破纪录的数字转换器提供先进的基于fpga的平均

已创建固件选项光谱仪器允许该公司的高速M5i数字化卡执行机载求和平均。平均是一种有用的工具，可以减少不必要的信号噪声，同时提高测量分辨率、动态范围和信噪比(SNR)。该选项使M5i数字化仪能够利用先进的板载现场可编程门阵列(FPGA)技术执行平均功能。这样做可以创造一个独特的产品。M5i系列数字化仪以高达6.4 GS/s的12位分辨率提供实时采样，它们可以以破纪录的12.8 GB/s的速度通过PCIe总线直接传输所有采集的数据。固件选项进一步增强了这种出色的能力，它允许以每秒1500万次事件的惊人速度平均获取的信号。

Spectrum技术总监Oliver Rovini表示:“M5i系列的这一新选择使其成为当今最强大的平均系统之一。“基于fpga的处理允许超快速平均，即使在复杂和长波形上也是如此。事实上，有足够的处理能力可用于平均波形，每次采集包含多达1msample。结果是一个平均包，对于任何处理高频信号或非常窄的低电平脉冲或由于大量噪声而丢失信号细节的人来说，这将是一个感兴趣的平均包。这包括质谱、激光雷达、射电天文学、自动化、雷达、生物医学、核物理、通信、声纳等应用。”

关于求和平均

求和平均是一种常见的基于时域的处理技术，用于降低信号的随机(不相关)噪声成分，提高其信噪比，同时增加数字化仪的测量分辨率和动态范围。

在本例中，低电平信号(约3mv)完全被随机噪声(顶部走线)所掩盖。虽然源信号在原始的单次采集中甚至不可见，但平均10次显示实际上存在一个具有5个峰值的信号(中间迹线)。平均1000次进一步提高了信号质量，揭示了信号的真实形状，完成了二次最大和最小峰值(较低的迹线)。

理想情况下，如果信号和噪声是不相关的，即噪声是随机的，而信号是重复的，那么求和平均函数可以与测量次数(或平均值)的平方根成比例地提高信噪比。例如，将信号平均256次可以将信噪比提高24 dB或将测量分辨率提高约4位。因此，该技术可用于改进和扩展M5i系列数字化仪的12位分辨率。

内置阈值定义平均(TDA)

为了进一步增强平均能力，并允许M5i系列数字化仪检测和平均罕见事件，否则可能会在过多的背景噪声中丢失，固件选项包括称为TDA的数据抑制技术。TDA允许用户设置阈值电平，以便只有超过该电平的波形样本才构成累积波形。基线噪声样本，即那些低于设定水平的样本，然后通过设置为零来抑制，或者作为一种替代方法，设置为用户定义的值。

由于低于阈值的任何波形数据都会从平均波形中移除，因此TDA可以成为一种非常有用的工具，用于拒绝低电平、相关(同步)噪声和其他波形伪影，例如基线漂移。这些是信号异常，不能通过传统的求和平均过程去除。

平均选项(M5i.33xx-spavg)现在可用于M5i。33xx系列PCIe高速数字化仪。