32+ 2-канальный 12-битный конденсаторный дигитайзер с коммутацией 5 ГС/с V1742

Особенности:

• 12 бит при 5 ГС/с, модуль 6U VME64 шириной в 1 модуль
• Технология коммутируемых конденсаторов на основе чипа DRS4 (разработан в Институте Пола Шеррера)
• 1024 конденсаторных элемента на канал (интервал сбора данных ~ 200 нс при 5 ГС/с)
• Частоты дискретизации 5 ГС/с, 2,5 ГС/с, 1 ГС/с, 750 МС/с выбираются программным обеспечением.
• 32 аналоговых входных канала на коаксиальных разъемах MCX
• 2 дополнительных аналоговых входа (TR0 и TR1):
• быстрый (с низкой задержкой) оцифровываемый триггер
• для синхронизации с высоким разрешением (до 50 ps)
• Динамический диапазон на входе 1 Vpp (2 Vpp по запросу) с программируемой регулировкой смещения по постоянному току
• Время простоя из-за преобразования: 110 мкс (только аналоговые входы), 181 мкс (входы TR0, TR1)
• Режимы запуска:
• Внешний на разъеме TRG-IN; общий для всех групп
• Быстрый (с низкой задержкой) доступ к разъемам TR0 и TR1; общий для нескольких групп
• Самоподключение, комбинации каналов, превышающие пороговое значение в логическом ИЛИ; общий для нескольких групп
• Параметры буфера памяти: 128 событий/ch; 1024 события/ch
• VME64 (совместимый с VME64X) и интерфейсы оптической связи
• Функции многоплатной синхронизации
• 16 программируемых устройств ввода-вывода LVDS
• Демонстрационные программные средства, библиотеки C и LabVIEW

Описание:

CAEN Mod. V1742 представляет собой модуль VME 6U шириной в 1 единицу, содержащий 32 + 2 канальных 12-разрядных конденсаторных дигитайзера с коммутацией 5 ГС/с. Входной динамический диапазон составляет 1 Vpp на несимметричных коаксиальных разъемах MCX (16-разрядный ЦАП на каждом канале для управления смещением постоянного тока).

Дигитайзер основан на микросхеме DRS4 с коммутируемой конденсаторной решеткой (Domino Ring Sampler). Эта технология основана на серии из 1024 конденсаторов (аналоговой памяти), в которых аналоговый входной сигнал непрерывно дискретизируется по кругу.
Частота дискретизации по умолчанию составляет 5 ГГц, и ее можно запрограммировать на 2,5 ГГц, 1 ГГц и 750 МГц. Аналого-цифровое преобразование выполняется не одновременно с фазой выборки микросхемы и начинается сразу после выполнения условия запуска, что приводит к простою в 110 мкс в случае, если оцифровываются только аналоговые входы, и 181 мкс при оцифровке TRn быстрого запуска. Когда триггер останавливает выборку микросхемы DRS4 (фаза удержания), буфер аналоговой памяти замораживается, и содержимое ячейки становится доступным 12-разрядному АЦП для цифрового преобразования.
Цифровая память позволяет сохранять последующие события, даже если считывание еще не начато. Более того, поскольку буферы цифровой памяти работают по принципу FIFO, операции считывания из VME или Optical Link не влияют на операции записи последующих событий.

Доступными источниками триггеров являются:

Внешний триггер, триггер на разъеме TRG-IN, общий для всех включенных групп.
Быстрый (с низкой задержкой) Локальный триггер, срабатывающий на разъемах TR0 и TR1, общий для нескольких групп. Этот режим называется “Быстрым” или “С низкой задержкой”, поскольку задержка срабатывания для удержания DRS4 уменьшается по сравнению с внешним триггером. Этот режим запуска удобен для высокоточных измерений времени, поскольку TRn может быть оцифрован и включен в выходные данные для использования в качестве эталона времени.
Автоматический запуск, общий для нескольких групп. Для каждой группы можно выбрать комбинацию каналов (логических ИЛИ), которые обеспечивают запуск всякий раз, когда входной сигнал превышает пороговое значение. Этот режим нельзя использовать на частоте 5 ГГц из-за задержки запуска.
Модуль оснащен разъемами CLK IN/CLK OUT на передней панели и внутренним модулем PLL для синтеза тактовых импульсов по внутренним/внешним ссылкам. V1742 поддерживает многоплатную синхронизацию, позволяя синхронизировать все DRS4 с общим источником тактовых импульсов и обеспечивая выравнивание временных меток запуска. После синхронизации все данные будут выровнены и согласованы на нескольких платах V1742.

Модуль доступен с объемом цифровой памяти 128 событий/ch или 1024 события/ch.

Интерфейс модуля VME совместим с VME64X, и считывание данных может выполняться в нескольких режимах передачи данных: BLT32, MBLT64 (скорость передачи до 70 МБ/с с использованием CAEN Bridge), CBLT32/64, 2eVME, 2eSST (скорость передачи до 200 МБ/с). Встроенный последовательный оптический канал связи способен передавать данные со скоростью 80 МБ/с, что позволяет подключать до 8 плат к одному контроллеру A4818 или до 32 к одному контроллеру A5818 (версия с 4 каналами).

Доступное программное обеспечение (Windows и Linux): CAEN предоставляет драйверы для всех различных типов физических каналов связи, набор библиотек C и LabVIEW (CAENComm и CAENDigitizer), демонстрационные приложения и утилиты:

CAENUpgrader: инструмент, позволяющий пользователю обновлять встроенное ПО цифровых преобразователей, изменять настройки PLL, загружать, по запросу, лицензию на платное встроенное ПО и другие утилиты.
Программное обеспечение для встроенного ПО для записи сигналов V1742.:

CAEN WaveDump: программное консольное приложение, которое можно использовать для настройки и считывания данных о событиях с любой модели дигитайзера семейства CAEN и сохранения данных в буфере памяти, выделенном для этой цели.

Технические параметры:

Пакет    
Модуль VME рассчитан на 1 единицу измерения
Вес: 520 г

Аналоговые входы    
Каналы
32 канала
2 специальных канала (TR0, TR1)
Несимметричный
Пропускная способность

500 МГц
Абсолютное максимальное аналоговое входное напряжение

3Vpp (с Vrail max +3 В или -3 В) для любого смещения ЦАП в несимметричной конфигурации
Импеданс
Zin = 50 Ом
Смещение по постоянному току

Программируемый 16-разрядный ЦАП для регулировки смещения по постоянному току на каждом канале. Диапазон ± 1 В
Соединитель
MCX
Полный диапазон измерений (FSR)

1 Vpp
Цифровое преобразование    
Разрешение
12 бит
Время простоя (аналого-цифровое преобразование)

110 мкс, только аналоговые входы
181 мкс, оцифровка TR0 и TR1
Коммутируемая конденсаторная матрица
Микросхема кольцевого сэмплера Domino (DRS4), 8+1 каналов по 1024 ячейки памяти в каждом
Частота дискретизации
5 ГС/с – 2,5 ГС/с – 1 ГС/с – 0,75 ГС/с ПО выбору, одновременно на каждом канале
ПЛИС    
Altera Cyclone EP3C16 (одна ПЛИС управляет 16+1 каналами)

спусковой крючок    
Источник запуска

Быстрый (с низкой задержкой) запуск: Программируемый порог на TR0 и TR1 (каждый TRn‐сигнал управляет двумя 8-канальными группами)
Самоподключение: логика ИЛИ комбинация каналов с превышением/понижением порога (самоподключение каждого канала управляет двумя 8‐канальными группами)
Внешний триггер: Общий триггер с помощью встроенного разъема TRG
Программный триггер: Общий триггер с помощью программной команды
Распространение сигнала

Программируемый цифровой выход TRG‐OUT
Отметка времени срабатывания

30‐разрядный счетчик (с возможностью расширения до 60‐разрядного с помощью sw)
Разрешение 8,5 нс
диапазон 9 с
Сброс таймера с помощью S‐IN
Память для сбора данных    
128 событий/ch или 1024 события/ch ‐буфер с несколькими событиями (1024 с/событие, то есть 200 нс/событие при 5 гигабитах/с)
Независимый доступ для чтения и записи
Программируемый размер события и время до/после запуска
Генерация тактового сигнала АЦП    
Источник тактового сигнала: внутренний/внешний.
Встроенный программируемый модуль PLL обеспечивает генерацию тактового сигнала основной платы от внутреннего (гетеродин 50 МГц) или внешнего (разъем CLK‐IN на передней панели) эталона
Цифровой ввод-вывод    
CLK-IN (AMP Modu II)
Тактовый сигнал дифференциального входа с подключением к переменному току
LVDS, ECL, PECL, LVPECL, CML (одноканальный NIM/TTL доступен с помощью адаптера A318) Требуется джиттер < 100 ppm
CLK‐OUT (AMP Modu II)

Дифференциал, связанный с постоянным током
Синхронизирующий выход LVDS заблокирован
Тактовая частота дискретизации АЦП
Вход TRG (LEMO)
Цифровой вход внешнего триггера NIM/TTL
Ширина сигнала > 17 нс
Zin = 50 Ом
TRG-ВХОД (LEMO)

Цифровой выход триггера
NIM/TTL
Zin = 50 Ом
S‐ВХОД (LEMO)
Цифровой вход синхронизации/ЗАПУСКА на передней панели
NIM/TTL
Длительность сигнала > 17 нс
Zin = 50 Ом
Устройства ввода-вывода LVDS

16 устройств ввода-вывода общего назначения
Операции ввода‐вывода, управляемые ПЛИС, могут быть запрограммированы: "Занято", "Данные готовы", "память заполнена", индивидуальный запуск и другие функции.
С каждым триггером может быть связан шаблон ввода-вывода LVDS в качестве маркера события
Синхронизация    
Распространение тактовых импульсов
Последовательная цепь: через разъемы CLK‐IN/CLK‐OUT
Соотношение "Один ко многим": передача тактовых импульсов от внешнего источника тактовой частоты к разъему CLK‐IN
Компенсация задержки по кабелю синхронизации
Синхронизация данных
Синхронизация, запуск/остановка с помощью цифрового ввода/вывода (вход S‐IN или TRG‐IN / выход TRG‐OUT)
Выравнивание временных меток запуска

С помощью входного разъема S‐IN
Выравнивание данных
Управление занятостью/правом вето с помощью цифровых технологий
Ввод‐вывод (TRG‐OUT/TRG-IN) или ввод-вывод LVDS
Коммуникационные интерфейсы    
Оптическая связь
Фирменный протокол CAEN CONET
Скорость передачи данных до 80 МБ/с
Возможность последовательного подключения
ВМЕ
Совместимость с VME 64X
Режим передачи данных: BLT32, MBLT64 (70
МБ/с по КАНСКОМУ мосту), CBLT32/64,
2eVME, 2eSST (200 МБ/с)
Прошивка    
Встроенное по для записи сигналов: Бесплатное встроенное ПО для записи сигналов
Обновления: поддерживаются через VMEbus/оптическую связь

Программное обеспечение    
Readout SW: программное обеспечение для считывания данных WaveDump с исходными файлами на C и VS project для разработчиков (Windows®, Linux®)
Библиотеки и инструменты: Библиотеки C общего назначения с демонстрационными версиями (поддержка Windows®, Linux® и LabVIEW™) и средствами настройки.

Экологический    
Условия эксплуатации: Внутри помещений
Рабочая температура: от 0°C до +40°C
Температура хранения: от -10°C до +60°C
Рабочая влажность: от 10% до 90% относительной влажности без образования конденсата
Влажность при хранении: от 5% до 90% относительной влажности без образования конденсата
Высота над уровнем моря: < 2000 м
Степень загрязнения: 2
Категория перенапряжения: II
По электромагнитной совместимости Окружающая среда: Коммерческая и легкая промышленность
Степень защиты IPX0, не для помещений с повышенной влажностью

Соответствие нормативным требованиям    
Электромагнитная совместимость
Директива CE 2014/30/EU по электромагнитной
совместимости
Безопасность
Директива CE 2014/35/EU о низком напряжении
Требования к питанию    
5,5 А при напряжении +5 В
200 мА при напряжении +12 В
300 мА при напряжении -12 В