NI-Scopeの信号処理/調節ではハードウェアおよびソフトウェアで何が起こなわれているのでしょうか?どこにフィルタ処理があるのでしょうか?



ハードウェア: Modular Instruments>>High-Speed Digitizers (Scopes)

問題: 高速デジタイザではいくつかの機能のためにオンボード信号処理(OSP)を使用していることは理解しています。もしPC/PXIコントローラでハードウェア上もしくはソフトウェアによる信号処理および調節が行われている場合どのように分かるのでしょうか?

解決策:

現在、デバイス上のFPGAを利用してOSPが利用できるのはNI 5142のみです。OSPの実行には主な6ステップがあります。

  1. FIR等化フィルタは直接入力信号に接続されています。この等化フィルタは、デジタイザの外部で発生する信号の影響を含む入力信号を補正するために設計されています。(このフィルタは下記の構成図には示されていません。)
  2. デジタルゲインが任意で各チャンネルのゲインを変更するために適用されます。
  3. デジタルオフセットが任意で各チャンネルのオフセットを変更するために適用されます。
  4.  周波数変換は集録した信号のナイキスト周波数スペクトルからユーザ定義の中心周波数に移動します。*
  5. OSPブロックのフィルタリングおよびデジメーションステージは間引かれたデータの周波数スペクトルをエイリアスから保護しながら、デジタイザの有効サンプルレートを下げます。*
  6. データ処理モード選択ステージでは、実数および虚数処理(IQデータ)間を選択します。*

   * メモ: ステップ4~6はデジタルダウンコンバージョン(DDC)に関連します。

これらのより詳しい説明は「NI高速デジタイザヘルプ」のオンボード信号処理(OSP)をご覧下さい(下記のリンクを参照)。

NI-Scopeドライバによって実行されるその他すべての処理はソフトウェアで行われます。例として、すべての機能およびNI-Scope計測に関連するプロパティはすべてソフトウェアで処理されます(配列計測、波形計測およびスカラ計測)。これは窓処理、ヒストグラム、IIRおよびFIRデジタルフィルタ、FFTおよびパワースペクトル、補間、平均化、最大/最小検出などを含みます。
詳細およびすべてのリストについては、NI高速デジタイザヘルプのプログラムセクションにある配列計測、スカラ計測および波形計測を参照してください(下記のリンクを参照)。

ユーザからは、フィルタがどこで起こるのか、各ステージにおいてどの制御レベルに影響を及ぼすのかという質問があります。

ハードウェア:
アナログフィルタ
すべての高速デジタイザはアナログ入力パス上にアナログノイズフィルタおよびアンチエイリアスフィルタを搭載しています。これらのフィルタの周波数に関してはデジタイザの仕様を確認してください。フィルタはユーザによりON/OFFすることができます。

デジタルフィルタ
NI 5922:
NI 5922はわずかな量子化ノイズさえデータからすべて削除するローパスフィルタを搭載しています。詳細情報については、NI高速デジタイザヘルプドキュメントの"デバイス » NI 5902概要"セクションを参照してください。

OSP搭載デジタイザ
35係数のある一般的なFIRフィルタ(上記のステップ1)は入力信号に直接接続されています。このフィルタはユーザ定義可能です(ユーザが係数を決定)。
デジタルローパスフィルタ(上記のステップ5)は周波数変換の結果として作成されたイメージを削除します。このフィルタはユーザによる構成ができません。

ソフトウェア:
NI-SCOPEドライバを利用
関数のNI-Scope計測ライブラリはFIRおよびIIRフィルタ処理の全制御(タップ数、次数、フィルタタイプなど)をユーザに提供します。ユーザは、さらにniScopeプロパティノードとともに"niScope Fetch Measurement "VIもしくは"niScope Read Measurement "VIを使用します。

LabVIEW、CVI、Measurement Studio用関数
さらに、信号処理 » フィルタもしくは信号処理 » 波形調節パレットにあるLabVIEW VIで集録した信号をフィルタ処理可能です。LabWindows/CVIおよびMeasurement Studioでも同様の関数があります。

関連リンク: NI高速デジタイザヘルプ
Developer Zone Newsletter: 高速RF/IFデータ保存にDDCを使用
製品とサービス: デジタイザ/オシロスコープ

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報告日時: 10/20/2006
最終更新日: 07/24/2008
ドキュメントID: 42JEC1OY