32-канальный 14-битный дигитайзер со скоростью 500 МС/с DT2730

Особенности:

• 14-разрядный АЦП со скоростью 500 МС/с
• 32 аналоговых входа, дифференциальных или несимметричных, на четырех 40-контактных разъемах диаметром 2 мм
• Полностью поддерживается программным обеспечением для считывания данных CoMPASS и WaveDump2
• Открытое программирование ПЛИС с помощью графического инструмента SCI-Compiler
• Широкий спектр применений (от физики нейтрино и темной материи до ядерной физики и физики элементарных частиц и спектроскопической визуализации)
• Подходит для получения сигналов от полупроводниковых детекторов, подключенных к CSP (Si, HPGe), или сцинтилляторов, подключенных к ФЭУ (NaI, CsI).
• Выбор встроенного ПО для различных режимов сбора данных:
• Режим Scope (одновременный сбор необработанных сигналов с помощью общего триггера)
• Режим DPP-PHA (определение высоты импульса и времени по автономным каналам)
• Режим DPP-PSD (распознавание формы импульса и определение времени по автономным каналам)
• Возможность использования других алгоритмов, таких как подавление нуля и сокращение объема данных
• Многоплатформенная синхронизация и возможности построения системы
• В комплект входят кронштейны для монтажа в стойку
• Полностью программируемый ввод-вывод на передней панели (4 LEMO TTL/NIM и 16 LVDS)
• Специальный 14-битный выход ЦАП (LEMO) со скоростью 125 МС/с для контроля сигнала, генерации импульсов, контроля уровня
• 2,5 ГБ общей оперативной памяти (DDR4)
• Встроенный модуль Zynq® UltraScale +™ MPSoC с процессором на базе Arm®, работающим под управлением Linux®
• Мультиинтерфейс: USB-3.0 и 1/10 GbE, а также оптическая связь CONET, которая скоро появится (с возможностью подключения к одному разъему).
• SDK для встроенного Arm и главного ПК

Описание:

Цифровой преобразователь CAEN Mod.DT2730 представляет собой 32-канальный цифровой сигнальный процессор для детекторов излучения в настольном форм-факторе. Он обеспечивает не только оцифровку и запись сигналов, но и многоканальный анализ для ядерной спектроскопии с использованием кремниевой ленты, сегментированного HPGe, сцинтилляционного детектора с ФЭУ, проволочных камер и других устройств.

DT2730 может выполнять измерения высоты импульса (PHA) и другие алгоритмы, которые будут постепенно разрабатываться, такие как синхронизация постоянной доли (CFD), интегрирование заряда (QDC) и распознавание формы импульса (PSD). Параметры алгоритма могут быть установлены независимо от канала к каналу.

Каждый канал модуля оцифровывает аналоговый входной сигнал, который может быть сигналом, поступающим от физического детектора, с помощью 14-битного АЦП со скоростью 500 МС/с. Отобранные данные используются для запуска последовательности обработки цифровых импульсов, управляемой в ПЛИС на уровне встроенного ПО. Различные типы встроенного ПО могут быть выбраны с помощью программного обеспечения в соответствии с конкретной настройкой и режимом сбора данных.

Общий триггер: все каналы регистрируются одновременно с помощью общего триггера. Триггер может подаваться извне или генерироваться комбинацией отдельных канальных дискриминаторов. Этот режим в основном предназначен для сбора сигналов, например, с помощью цифрового осциллографа. Для удаления несущественных данных доступны опции нулевого подавления.
Независимый триггер: подходит для приложений без триггеров, где глобальный триггер не требуется, но каждый канал получает сигналы при помощи собственного триггера, который срабатывает через цифровой дискриминатор независимо от других.
DPP: обработка в режиме реального времени в ПЛИС позволяет извлекать физические параметры из формы сигнала (например, длительность импульса, заряд, временная метка, PSD), что хорошо подходит для приложений с высокой скоростью счета. Тем не менее, можно сохранять как необработанные волны, так и параметры.
Заказчикам, которые хотят персонализировать приобретение для реализации пользовательских алгоритмов обработки импульсов в открытой ПЛИС, доступен шаблон встроенного программного обеспечения. Пользователь может управлять выводимой информацией и настраивать логику запуска, чтобы получить несколько комбинаций саморегулирующихся сигналов и сигналов ввода-вывода для подтверждения или отмены событий.
На встроенном процессоре может быть запущено специальное программное обеспечение для обработки и анализа данных. Многоплатная синхронизация может быть реализована с помощью простой разводки кабелей на объединительной плате или передней панели.

Технические параметры:

Механический    
Вес: 3120 г
Форм-фактор: Настольный компьютер | Настольная стойка
Размеры: Рабочий стол: 338 Ш x 100 В x 283 Д мм3 (без разъемов) | 338 Ш x 100 В x 295 Д мм3 (включая разъемы). Настольная стойка: 19” для монтажа в стойку

Аналоговый вход    
Каналы: 32 канала, несимметричные
Сопротивление: 50 Ом
Диапазон полной шкалы: 4 В/ч ÷ 0,2 В/ч
Коэффициент усиления: x1 ÷ x20, программируемый программным обеспечением с шагом 1 дБ независимо для каждого канала.
Полоса пропускания (-3 дБ): 250 МГц гарантирована при усилении ≥ 2
Смещение по постоянному току: Регулируется в диапазоне ± 2,5 В независимо для каждого канала
Тип разъема: MCX

Цифровое преобразование / производительность системы    
Разрешение: 14 бит
Частота дискретизации: 500 МС/с (одновременно на каждом канале)

ENOB (тип.): 10,5 (при частоте 50 МГц, -3 дБ, коэффициент усиления x2)
Среднеквадратичное значение (типовое): 2,4 МБАЙТ (при коэффициенте усиления x2)

ЦИФРОВОЙ ввод-вывод    
ВХОДНЫЕ и выходные сигналы
Две дифференциальные пары:
CLK, опорный тактовый сигнал
СИНХРОНИЗАЦИЯ, сигнал синхронизации (start/stop, T0 и т.д.)
Последовательная синхронизация с несколькими платами
4-контактный разъем AMPMODU Mod II диаметром 2,54 мм
ВХОДНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ: LVDS, ECL, PECL, LVPECL, CML, подключенные к сети переменного тока (Zdiff = 100 Ом)
ВЫХОДНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ: LVDS
Последовательная синхронизация для многоплатформенной синхронизации с программируемым сдвигом задержки выхода
Вход/выход LVDS
16 дифференциальных пар
Программируемая функция ввода-вывода Sw (отдельные выходы с автоматическим запуском, проверка срабатывания, наложение вето, Занято, Запуск, остановка, ввод шаблона и т.д.)
LVDS
Zdiff = 100 Ом (если задано в качестве входных сигналов)
34-контактный разъем AMPMODU Mod II диаметром 2,54 мм
TRG-IN/TRG-OUT/GPIO/S-IN
Универсальный цифровой ввод/вывод данных
TTL/NIM с разъемом Sigle
Разъем LEMO 00
Программируемая функция Sw (запуск, наложение вето, занято и т.д.)
TRG-IN/S-IN: внутреннее завершение на 50 Ом (Zin = 50 Ом)
Для TRG-OUT требуется Rt = 50 Ом
GPIO в качестве входного сигнала должен быть завершен на 50 Ом
GPIO в качестве TTL-выхода требует Rt = 50 Ом
GPIO в качестве NIM-выхода требует Rt = 50 Ом или 25 Ом
ВЫХОД ЦАП    
Выход ЦАП для контроля сигнала, генерации импульсов, определения основного уровня
±1 В при нагрузке 50 Ом
±2 В при нагрузке hi-Z Выходной диапазон
14-разрядный цифроаналоговый преобразователь (ЦАП)
Разъем LEMO 00
Память для сбора данных    
Общий объем памяти DDR4 5 ГБ (83,886 МС/ч), который можно разделить на несколько буферов
Максимальная длина записи: 84 мс при 500 МС/с (общий объем памяти делится на 2)1

1 Значение, относящееся к встроенному программному обеспечению Scope (допускается минимум два буфера)

Спусковой крючок    
Режимы запуска
Общие: все каналы регистрируются одновременно с запуском (программная, внешняя или логическая комбинация саморегулирующихся триггеров).
Индивидуальный: каждый канал подключается независимо с помощью своего автоматического запуска
Коррелированный: индивидуальный автоматический запуск каждого канала проверяется логикой совпадения/несовпадения между другими автоматическими запусками и/или внешними операционными системами ввода-вывода
Встроенное программное обеспечение с временной меткой запуска
Разрешение: грубая временная метка 8 нс
Диапазон счетчика: 48 бит
Диапазон полной шкалы: ~625 ч
Временная метка запуска (прошивка DPP)
Разрешение: грубая временная метка 2 нс, точная временная метка 2 пс
Диапазон счетчика: 48 бит
Полный рабочий диапазон: ~156 ч
Синхронизация    
Распространение тактовых импульсов
Типичная частота 62,5 МГц, опционально распределенная:
• Путем разветвления на входную частоту CLK
• По последовательной схеме включения/выключения с программируемым сдвигом задержки включения/выключения
По запросу могут поддерживаться пользовательские частоты
Запуск/остановка сбора данных: последовательное или разветвленное распространение через CLK-IN/CLK-OUT или NIM/TTL, LVDS I/O
Синхронизация данных: логика "Занято"/"вето" в LVDS I/Os или NIM/TTL I/Os для синхронизации создания событий.
Программный сброс отметки времени запуска с помощью команды START run или аппаратного обеспечения с помощью S-IN/GPIO (только для встроенного программного обеспечения Scope)
Распределение триггеров TRG-ВХОД/ВЫХОД NIM/TTL LEMO I/Os (общий триггер) или LVDS I/Os (общий или индивидуальный триггер)
ПЛИС    
Xilinx Zynq UltraScale+ Мультипроцессорная система на кристалле. XCZU19EG
Процессорная система на базе четырехъядерного процессора Arm с 2 ГБ оперативной памяти DDR4 и скоростью 2400 Мбит/с (на базе ОС Linux)
Программируемая логика с более чем 1100 тыс. системных логических ячеек и памятью емкостью 80 Мбит

Встроенное по CAEN    
Разработано компанией CAEN, хранится во встроенной флэш-памяти и может быть перезагружено в режиме реального времени с помощью веб-интерфейса

Встроенное по DPP
Встроенное ПО, реализующее алгоритмы цифровой обработки импульсов:

DPP-PHA: Анализ амплитуды импульса
DPP-PSD: Распознавание формы импульса
DPP-ZLE: Кодирование нулевой длины  
Встроенное по прибора
Встроенное по для записи формы сигнала

Обновления
Встроенное по CAEN можно загрузить через веб-интерфейс (встроенное ПО scope и DPP и их обновления)

Пользовательское встроенное по (открытая ПЛИС)    
Персонализация Scope
Настраиваемые функции встроенного ПО Scope:
– Общий триггер
– Одновременная запись сигналов по 32 каналам управления
– Логика запуска
– Волновая обработка

Персонализация DPP
Настраиваемые функции встроенного по DPP:
– Индивидуальное управление запуском и получением каналов
– Алгоритм DPP
– Логика запуска
– Информация о событиях

SCI-Компилятор
Пользовательский генератор встроенного ПО и графический инструмент компилятора для программируемых плат CAEN

ПЛИС    
Xilinx Zynq UltraScale+ Мультипроцессорная система на кристалле. XCZU19EG
Процессорная система на базе четырехъядерного процессора Arm с 2 ГБ оперативной памяти DDR4 и скоростью 2400 Мбит/с (на базе ОС Linux)
Программируемая логика с более чем 1100 тыс. элементов системной логики и памятью емкостью 80 Мбит
Интерфейс связи    
1 гигабайт памяти
Медный разъем RJ45 или оптический разъем LC на приемопередатчике SFP+
Протокол TCP/IP
Скорость передачи: 110 МБ/с
 

10 гигабайт (скоро появится)

Медный оптический разъем RJ45 или LC на приемопередатчике SFP+
Протокол: TCP/IP, UDP
Скорость передачи: 280 МБ/с (TCP/IP), t. b.d. (UDP)
Разъем CONET (предоставляется по запросу)
Оптический LC-разъем на приемопередатчике SFP+
Протокол CONET2 (фирменный для CAEN)
Скорость передачи: 80 МБ/с
 

USB 3.0

Разъем типа USB-C
Протокол USB 3.1 GEN1
Скорость передачи: 280 МБ/с
Программное обеспечение    
Индикатор SW

Программное обеспечение для спектроскопии CoMPASS (только для прошивки DPP)
WaveDump2 (только для прошивки Scope)
SCI-компилятор (открытая ПЛИС), автоматически генерирующий драйверы (USB, ethernet), библиотеки и демонстрационное программное обеспечение для Windows®, Linux®
SDK и инструменты
Библиотеки C общего назначения с демонстрационными примерами для Windows® и Linux® ПК и встроенный Arm-процессор

Веб-интерфейс
Управление встроенным ПО (например, обновление и оперативный выбор встроенного ПО для запуска), информация о плате, конфигурация PLL и Ethernet, мониторинг состояния платы, управление лицензиями DPP

Экологический    
Защита окружающей среды: Для использования внутри помещений
Рабочая температура: 0°C ÷ +40°C
Температура хранения: -10°C ÷ +60°C
Рабочая влажность: 10% ÷ 90% относительной влажности без образования конденсата
Влажность при хранении: 5% ÷ 90% относительной влажности без образования конденсата
Степень загрязнения: 2
Высота над уровнем моря: ≤2000 м
Категория перенапряжения: II
По электромагнитной совместимости Среда: Коммерческая и легкая промышленность
Степень защиты IP: Корпус (настольные модели), не для влажных помещений

Требования к питанию    
Работает от сети (130 Вт при 110 В/220 В).

Соответствие нормативным требованиям    
Электромагнитная совместимость: Директива CE 2014/30/ЕС по электромагнитной совместимости
Безопасность: Директива CE 2014/35/ЕС по низкому напряжению