AnalogDiscovery3 と 2の比較

ご存知の方も多いと思いますが 、Analog Discovery 3 が Digilent からリリースされました。Analog Discovery 3 リソース センターのドキュメント作成を担当するチーム メンバーの 1 人として私が抱いた最大の疑問の 1 つは、「Analog Discovery 3 は Analog Discovery 2 と比較してどうなの？」でした。

この投稿では、2 つのデバイス間に存在する相違点や変更点を取り上げ、チェックしていきたいと思います。 

サンプリングバッファのサイズが増えた
これは、AD3デバイス内のFPGA「Spartan 7」による恩恵で、AD3の大きな改良点の１つです。データを収集する (または波形やデータなどのカスタマイズされたデータを送信する) ためのすべてのサンプル バッファー （パターン ジェネレーター) のサイズが ２倍になりました。 Analog Discovery 2では、チャンネルごとに最大16,384サンプルのアナログおよびデジタルデータしか収集できませんでしたが（各機器タイプに割り当てられるバッファの量は、もちろん選択したDevice Configuration によって異なります）、 各システムは、チャネルごとに最大 32,768 個のサンプルをフル サンプル レートで取得 (または送信) できるようになりました。 

しかも 最小サンプル バッファーもすべて増加しました。 以前の Analog Discovery 2 では、コンフィギュレーション 4 を選択してロジック アナライザとパターン ジェネレータをチャネルあたり 16,384 サンプルの最大サンプル サイズに増やすと、アナログ チャネルはオシロスコープのアナログ入力チャネルでかなりの影響を受け、 512 サンプル バッファ サイズ。 任意波形発生器のアナログ出力チャンネルはさらに悪化し、サンプル数はわずか 256 になりました。 構成 3 はさらに悪く、ロジック アナライザーとパターン ジェネレーターのサポートを完全に削除して、AWG に 16,384 個のサンプルを持たせました。Analog Discovery 3 ではそうではありません。 現在、アナログとデジタルの両方のすべてのシステムには、どのような構成が選択されているかに関係なく、少なくとも 2,048 個のサンプルが含まれています。

任意波形発生器のAM変調・FM変調機能の  パラメータも向上しました。 Analog Discovery 3 は、単純に存在しない (構成 4 と 6 を参照) から、わずか 9 ビットの解像度で 2048 サンプルという最高点までの範囲にさらされるのではなく、16 ビット解像度で最小 2048 サンプルを備えています。 FM/PM と AM/SUM の両方のチャネルで、構成 6 では 16 ビット分解能で 8192 サンプルのさらに大きなサンプル セットを利用できます。 

上記のバッファ サイズの改善は、全体の一部にすぎません。

Analog Discovery 2 のあまり知られていない機能の 1 つは、任意波形発生器を介して 2 つのユーザー電源チャネルを使用し、それらを独自の非常に遅い任意波形発生器チャネルとして操作できる機能でした。 これは、電源出力にスロー ランピング効果を適用し、テスト対象の外部回路が電源電圧の変化にどのように反応するかを観察できるのに役立ちました。 ただし、バッファは構成 6 でのみ利用可能だったので、バッファにアクセスするにはその機能が本当に必要でした。
Analog Discovery 3 を使用すると、2 つの電源を独自の AWG として常に制御できます。 これらは依然として DAC ではなく電源であるため非常に遅いですが、この機能はどのような構成でもすぐに利用できるようになります。

Digital Loopback:
Analog Discovery 2 および他の Digilent の計測製品について、時折受ける要望で、「オシロスコープ チャネルの 1 つを犠牲にすることなく、任意波形発生器が生成しているものを直接表示できる機能」というものがありました。 または逆に、オシロスコープのチャンネルの 1 つによってキャプチャされたデータを直接取得し、最初にキャプチャを保存してからカスタム波形として再生することなく、波形ジェネレータに直接送信します。

Analog Discovery 3 の新機能により、オシロスコープと任意波形発生器の間でアナログ データをデジタル的にキャプチャして表示できるようになりました。 Scope で受信されているが、振幅とオフセットが異なるアナログ信号をエコーする必要がありますか? 問題ない。
任意波形発生器によって生成された信号を非常に簡単に視覚的に参照して、フィルターを通過した後の減衰信号と比較できるようにしてはどうでしょうか? 実際、外部フィルターを使用できるのに、なぜわざわざ外部フィルターを設定する必要があるのでしょうか。

Hardware Filters:
Hardware filtersでしょうか？ いいえ、WaveForms がコンピュータ側で行うバンドパス フィルタやロックイン アンプを実装できるソフトウェア フィルタではなく、FIR フィルタが実装され、Analog Discovery 3 自体に直接設定可能で、 波打つ受信信号; 変調なんてナンセンスでさえ うーん、つまり、Waveform Generator 機器で遊んでいるときに生成するかもしれない完全に意味のある信号のことです。

黄色と水色のトレースは、実際の受信信号です。 ピンクと緑のトレースは、オンボード FIR フィルターを通過した後の信号です。

Sample Rate:
元々はAnalog Discovery Pro ADP3000 のみに限定されていましたが (または Digital Discoveryをオーバークロックすることによって)、Analog Discovery 3 はシステム クロック周波数をデフォルト値の 100 MHz から最低 50 MHz、最高 125 MHz まで調整できます。 Analog Discovery 2 は永久に 100 MHz に固定されていましたが、サンプルはより高速なレートで取得される必要がありました (もちろん、より高い周波数のクロックを使用しながら)。システム クロック周波数を 125 MHz に固定して、希望通りに終わらせてみてはいかがでしょうか。 魅力的なアイデアではありますが、サンプリング (または生成) 周波数の導出方法により、50 MHz や 125 MHz などのよく知られた周波数の一部を実現することはハードウェアでは実現できません。したがって、デフォルトの 100 MHz のままですが、[デバイス オプション] の [クロッキング] タブで簡単に変更できます。

なぜ 116.875 MHz を使用する人がいるのかわかりませんが、Analog Discovery 3 がそれを実行できることを示したかっただけです。

DIO Pin Settings:
もともと ADP 3000 シリーズ ボードと Digital Discovery に限定されていたことについて言えば、Analog Discovery 3 では、すべてのデジタル I/O ピンの内部プル抵抗のタイプを変更することもできます。 素敵な特典、気に入りました。

Power Supplies:
Analog Discovery 3 上の 2 つのプログラマブル ユーザー電源は、補助電源を使用する場合、両方のチャネルの電流出力が、Analog Discovery 2 の 700 mA またはチャネルあたり 2.1 W の定格から、両方とも最大 800 mA または 2.4 W まで増加しました。 5 V および -5 V 電源。 公平を期すために言えば、これは劇的な飛躍ではありませんが、電源に多少の余裕があったとしても気にする必要はありません。 また、前に述べたように、波形ジェネレーター機器から直接、より簡単に制御できることも役立ちます。

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わかりやすくするために、2 つのデバイス間で変わらない点のリストを次に示します (必ずしも悪いことではありません):

Software Support:
WaveForms、WaveForms SDK、MATLAB、LabVIEW。
Analog Discovery 2 で利用出来ていたあらゆるソフトウェア サポートは、引き続き Analog Discovery 3 でもサポートされます。

Backwards Compatibility:
これはおそらく、2 つの製品を比較するときに人々が抱く最も差し迫った質問の 1 つです。「プロジェクトを Analog Discovery 2 から Analog Discovery 3 に問題なく移行できるか?

Analog Discovery 3 リファレンス マニュアルをまとめ、関連する仕様書を厳選したメイン エンジニアとして、プロジェクトの 98 ～ 99% は問題なく Analog Discovery 2 から Analog Discovery 3 に移行できると言えます。 Analog Discovery 3 で既存のワークスペースを開くかどうかを尋ねられたら、プロンプトで「はい」をクリックするだけで、そのまま続行できます。

Analog Discovery 3 の使用に「はい」と答えてください

それほど簡単に移行できないユーザーの 1 ～ 2% は、Analog Discovery 2 を使用するようにハードコードされた WaveForms SDK アプリケーションを持っているユーザー、Analog Discovery 2 の組み込みオーディオ ジャックに依存しているユーザーなどです。 1.8 V デジタル入力設定を使用した人。 最後の 2 つについては、この記事の後半で詳しく説明します。

Resolution:
Analog Discovery 3 は、前モデルと同様に、アナログ入出力で 14 ビットの分解能を持ち (-2.5 V ～ +2.5 V の低ゲイン設定全体にわたって 335 uV の優れた分解能を維持します)、デジタル I/O で 16 ビットの分解能を備えています。

ただし、この分野に何の改善も見られなかったわけではありません。 オシロスコープのノイズ バッファは独自の専用バッファになり、13 ビット解像度ではなく 14 ビット解像度になります。また、より低いサンプル レートを使用している場合、スコープ入力自体も 15 ビットおよび 16 ビット解像度をサポートします。(詳細については、Reference Manual のオシロスコープのセクションを参照してください)。

Communication with Host PC:
Analog Discovery 3 には、新しい USB Type C® ポート (および付属の USB C to USB C ケーブル) が搭載されており、ボードとケーブルの両方を最終的に適合するまで何度も裏返す必要がなく、より簡単に接続でき、より高い定格を実現します。 USB Type C に付属の電力仕様では、USB 3.2 Gen 1 (およびそれ以降の世代) のスループットの向上によって、ほとんどのアプリケーションでの Analog Discovery 3 のアクセシビリティと使いやすさが向上しないと判断されたため、全体の通信速度は USB 2.0 を使用します。 ただし、単一チャネルの最大記録レートが 1 MS/s から最大 10 MS/s に増加するなど、USB 2.0 レートによって制限されていた機能が改善されました。

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最後に、私はすべての事実、つまり Analog Discovery 3 では利用できなくなったものを正直にお伝えしたいと思っています:

Audio jack:
オーディオ ジャックは、Analog Discovery 3 には組み込まれなくなりました。提供されていた機能は、代わりに、モノラル/ステレオ入力のペアとモノラル/ステレオ出力のペアを備えたAudio Adapter+ に存在します。

Hardware Design Guide:
残念なことに、以前より多忙になった研究開発グループは、Analog Discovery 3 のハードウェア設計ガイドを再作成すべきではないと決定されました。Analog Discovery 3 に関する特定のハードウェア機能に関する質問がある場合は、Digilent フォーラムhttps://forum.digilent.com/forum/8-test-and-measurement/のテストと測定セクションに遠慮なく投稿してください。 / ご質問にお答えできるよう最善を尽くします。

1.8 LVCMOS Digital Input support:
この愛されていないオプション (少なくとも WaveForms ソフトウェアの開発者が長年にわたる WaveForms ソフトウェアのサポートと改善から知る限り) は、残念ながら Analog Discovery 3 のハードウェア オプションとして削除されました。

さて、ついに記事の最後までたどり着きました（読まずにここまでスクロールしてしまったわけではないでしょう）。 私たちが学んだことを簡単に説明すると、Analog Discovery 3 は、その前モデルである Analog Discovery 2 に比べていくつかの改善と機能強化が行われているということです。MSRP が低くなり、サンプル バッファ サイズが増加したことで、ユーザーはより大量のデータを収集して分析できるようになり、 より詳細な分析と実験。

これがあなたにぴったりの製品だと思われる場合は、Digilent ストア ページで詳細を確認してください: https://digilent.com/shop/analog-discovery-3/.

Analog Discovery 3 が自分に合うかどうかまだわかりませんか? Analog Discovery 3 とAnalog Discovery 2 の 2 つのリソース センターをチェックして、必要に応じて参照できる包括的なリソース セットを確認することを強くお勧めします。