In Kombination mit einem Digitizer von Spectrum können diese rauscharmen Verstärker den Dynamikbereich und die Empfindlichkeit stark verbessern. Die Vorverstärker wurden entwickelt, um die integrierten Verstärker der Digitizer zu ergänzen, die effektiven Eingangsbereiche zu erweitern und die Aufzeichnung von deutlich kleineren Signalpegeln zu ermöglichen.


Sieben verschiedene Vorverstärker sind verfügbar, so dass jeweils ein passendes Modell zum genutzten Digitizer ausgewählt werden kann. Die Modelle bieten Verstärkungen zwischen 20 dB und 60 dB, Bandbreiten zwischen 10 MHz und 2 GHz sowie Eingangsterminierungen von 50 Ω und 1 MΩ. Die meisten Modelle haben zusätzlich eine DC Koppelung und eine manuell einstellbaren Offsetjustierung.



Um die Auflösung eines Digitizers auszunutzen ...

und die Genauigkeit zu maximieren ist es wichtig, dass das eingespeiste Signal selbst so viel des Eingangsbereiches des ADCs abdeckt wie möglich. Die Digitizer sind bereits mit konfigurierbaren Eingangsverstärkern mit verschiedenen Eingangsbereichen ausgestattet. Mit den Vorverstärkern der SPA Serie werden diese noch erweitert.


Die 16 Bit Karte M2i.46xx kommt zum Beispiel bereits mit Eingangsbereichen zwischen 50 mV und 10 V (Full Scale Range = FSR). Mit der Nutzung eines Vorverstärkers SPA.1231 kann eine zusätzliche Verstärkung von 40 dB bzw. 60 dB (x100 bzw. x1000) hinzugenommen werden. Der daraus resultierende Eingangsbereich geht dann bis in den Bereich von 50 μV FSR herunter. Der extrem kleine FSR zusammen mit der Auflösung von 16 Bit des Digitizers erlaubt die Erfassung von Signalvariationen bis in den Nano-Volt-Bereich.



Der schnellste Vorverstärker SPA.1841 ...

mit einer Bandbreite von 2 GHz hingegen passt zu den schnellen Digitizern der M4i.22xx Serie, die mit 5 GS/s abtasten können und selber eine Bandbreite von 1,5 GHz haben. In der Kombination einer M4i.2230-x8 und eines Vorverstärkers SPA.1841 kann dann bis in den GHz-Signalbereich mit einem Eingangsbereich von 2 mV aufgezeichnet werden. Das ermöglicht eine Schrittweite von 15 μV bei der gegebenen Auflösung des Digitizers von 8 Bit.


Solche hohen Verstärkungsfaktoren gehen häufig mit einem hohen Rauschanteil einher so dass ein sorgsames Design von Digitizern und Vorverstärkern nötig ist. Alle Vorverstärker der SPA Serie sind auf minimales Eingangsrauschen hin optimiert, einige Modelle erreichen dabei ein Eingangsrauschen von nicht mehr als 0.9 nV/√Hz. Anwendungen, die hier noch bessere Werte benötigen können auf Signalverarbeitungsfunktionen wie Filterung oder Mittelung zurückgreifen. Diese Funktionen können zufällig auftretendes Rauschen reduzieren und den Signal/Rausch-Abstand deutlich verbessern.