Εγχειρίδιο αναφοράς PmodIA™
Αναθεωρήθηκε στις 15 Απριλίου 2016
Αυτό το εγχειρίδιο ισχύει για το PmodIA rev. ΕΝΑ
Υπερview
Το PmodIA είναι ένας αναλυτής σύνθετης αντίστασης που έχει δημιουργηθεί γύρω από τον Αναλυτή Δικτύου Μετατροπέα Εμπέδησης 5933-bit αναλογικών συσκευών AD12.
Τα χαρακτηριστικά περιλαμβάνουν:
- Αναλυτής σύνθετης αντίστασης με μετατροπέα σύνθετης αντίστασης 12 bit
- Μετρήστε τιμές σύνθετης αντίστασης που κυμαίνονται από 100Ω έως 10 MΩ.
- Προγραμματιζόμενη σάρωση συχνότητας
- Προγραμματιζόμενο κέρδος ampπιο ζωντανή
- Προαιρετική παραγωγή εξωτερικού ρολογιού
- Μικρό μέγεθος PCB για ευέλικτα σχέδια 1.6 × 0.8 ίντσες (4.1 cm × 2.0 cm)
- Θύρα 2×4 ακίδων με διεπαφή I²C
- Ακολουθεί τις προδιαγραφές διεπαφής Digilent
- Βιβλιοθήκη και πρώηνampΟ κώδικας είναι διαθέσιμος στο κέντρο πόρων
Το PmodIA.
Περιγραφή λειτουργίας
Το PmodIA χρησιμοποιεί αναλογικές συσκευές AD5933 με την ενσωματωμένη γεννήτρια συχνοτήτων και τον μετατροπέα αναλογικού σε ψηφιακό (ADC) για να μπορεί να διεγείρει μια εξωτερική άγνωστη αντίσταση σε μια γνωστή συχνότητα. Αυτή η γνωστή συχνότητα αποστέλλεται μέσω μιας από τις υποδοχές SMA. Η απόκριση συχνότητας συλλαμβάνεται από τον άλλο σύνδεσμο SMA και αποστέλλεται στο ADC και εκτελείται ένας διακριτός μετασχηματισμός Fourier (DFT) στο sampδεδομένα led, αποθηκεύοντας τα πραγματικά και τα φανταστικά μέρη της λύσης στους καταχωρητές δεδομένων στο τσιπ. Το μέγεθος της άγνωστης σύνθετης αντίστασης καθώς και η σχετική φάση της σύνθετης αντίστασης σε κάθε σημείο της παραγόμενης σάρωσης συχνότητας μπορούν να υπολογιστούν από αυτές τις δύο λέξεις δεδομένων.
Διεπαφή 1.1 I² C
Το PmodIA λειτουργεί ως υποτελής συσκευή χρησιμοποιώντας πρωτόκολλο επικοινωνίας I² C. Το πρότυπο διεπαφής I² C χρησιμοποιεί δύο γραμμές σήματος. Αυτά είναι δεδομένα I² C και ρολόι I² C. Αυτά τα σήματα αντιστοιχίζονται στα σειριακά δεδομένα (SDA) και στο σειριακό ρολόι (SCL) αντίστοιχα στο PmodIA. (Βλ. Πίνακας 1.) Οι ακόλουθες οδηγίες εξηγούν πώς να διαβάζετε και να γράφετε στη συσκευή.
Πρέπει να λάβετε υπόψη δύο πρωτόκολλα όταν γράφετε στο PmodIA: το byte εγγραφής/byte εντολών και το μπλοκ εγγραφής. Η εγγραφή ενός μεμονωμένου byte από το master στον slave απαιτεί από τον master να εκκινήσει μια συνθήκη έναρξης και να στείλει τη διεύθυνση slave 7 bit. Πρέπει να κρατήσετε το bit ανάγνωσης/εγγραφής χαμηλά για να γράψετε με επιτυχία στη εξαρτημένη συσκευή. Το PmodIA θα πρέπει να ορίσει την υποτελή διεύθυνση ως 0001101 (0x0D) κατά την εκκίνηση. Αφού ο slave αναγνωρίσει τη διεύθυνσή του, ο κύριος πρέπει να στείλει τη διεύθυνση του μητρώου στον οποίο θέλει να γράψει. Μόλις ο slave επιβεβαιώσει τη λήψη αυτής της διεύθυνσης, ο κύριος θα στείλει ένα μόνο byte δεδομένων που ο slave θα πρέπει να αναγνωρίσει με ένα bit επιστροφής. Ο πλοίαρχος θα πρέπει στη συνέχεια να εκδώσει μια συνθήκη διακοπής.
Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε αυτό το πρωτόκολλο για να ορίσετε έναν δείκτη για μια διεύθυνση μητρώου. Αφού ο κύριος στείλει τη διεύθυνση και το bit εξαρτημένης εγγραφής και το εξαρτημένο τμήμα απαντήσει με ένα bit επιβεβαίωσης, ο κύριος στέλνει ένα byte εντολής δείκτη (10110000 ή 0xB0). Ο slave θα διεκδικήσει ένα bit επιβεβαίωσης και στη συνέχεια ο κύριος θα στείλει τη διεύθυνση του καταχωρητή για να το δείξει στη μνήμη. Την επόμενη φορά που η συσκευή θα διαβάσει ή θα γράψει δεδομένα σε έναν καταχωρητή, θα εμφανιστεί σε αυτήν τη διεύθυνση.
Σημείωμα: Ο δείκτης πρέπει να οριστεί πριν από τη χρήση πρωτοκόλλων εγγραφής μπλοκ ή μπλοκ ανάγνωσης.
Μπορείτε να εκτελέσετε ένα πρωτόκολλο εγγραφής μπλοκ με παρόμοιο τρόπο με τη ρύθμιση ενός δείκτη. Στείλτε την εντολή εγγραφής μπλοκ (10100000, ή, 0xA0) στη θέση της εντολής δείκτη και ο αριθμός των byte που αποστέλλονται (που αντιπροσωπεύονται ως byte) θα αντικαταστήσει τη διεύθυνση καταχωρητή με τα επόμενα byte δεδομένων να είναι μηδενικά ευρετηριασμένα. Χρησιμοποιήστε τα ίδια δύο πρωτόκολλα κατά την ανάγνωση δεδομένων από το PmodIA: λήψη byte και αποκλεισμός ανάγνωσης.
| Υποδοχή J1 – I² C Επικοινωνίες | ||
| Καρφίτσα | Σύνθημα | Περιγραφή |
| 1, 2 | SCL | Ρολόι I² C |
| 3, 4 | SDA | Δεδομένα I² C |
| 5, 6 | GND | Τροφοδοτικό Γείωση |
| 7, 8 | VCC | Τροφοδοτικό (3.3V/5V) |
1.2 Πηγή ρολογιού
Το PmodIA διαθέτει έναν εσωτερικό ταλαντωτή που δημιουργεί ένα ρολόι 16.776 MHz για τη λειτουργία της συσκευής. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα εξωτερικό ρολόι φορτώνοντας το IC4 στο PmodIA και ρυθμίζοντας το bit 3 στον καταχωρητή ελέγχου (διεύθυνση μητρώου 0x80 και 0x81).
Το σχήμα PmodIA παρέχει μια λίστα προτεινόμενων ταλαντωτών. Το σχηματικό είναι διαθέσιμο από τη σελίδα προϊόντος PmodIA στη διεύθυνση www.digilentinc.com.
1.3 Ρύθμιση σάρωση συχνότητας
Η ηλεκτρική αντίσταση, ?, ενός κυκλώματος μπορεί να ποικίλλει σε ένα εύρος συχνοτήτων. Το PmodIA σάς επιτρέπει να ρυθμίσετε εύκολα μια σάρωση συχνότητας για να βρείτε τα χαρακτηριστικά σύνθετης αντίστασης ενός κυκλώματος. Αρχικά, πρέπει να ρυθμίσετε μια διεπαφή I² C μεταξύ της πλακέτας κεντρικού υπολογιστή και του PmodIA. Το PmodIA απαιτεί τρεις πληροφορίες για την εκτέλεση μιας σάρωσης συχνότητας: μια αρχική συχνότητα, τον αριθμό των βημάτων στη σάρωση και την αύξηση της συχνότητας μετά από κάθε βήμα. Η συχνότητα έναρξης και οι παράμετροι αύξησης ανά βήμα αποθηκεύονται ως λέξεις 24-bit. Η παράμετρος αριθμός βημάτων αποθηκεύεται ως λέξη 9-bit.
Μπορείτε να προγραμματίσετε τον τόμο κορυφής σε κορυφήtage της συχνότητας εξόδου στο σάρωση, ρυθμίζοντας τα bit 10 και 9 στον καταχωρητή ελέγχου. The peak to peak voltagΤο e πρέπει να ρυθμιστεί κατάλληλα σε σχέση με τη δοκιμή αντίστασης. Αυτό γίνεται για να αποφευχθεί η εσωτερική λειτουργίαamps από την προσπάθεια να παραδώσει μια έξοδο voltage ή ρεύμα πέρα από τη μέγιστη δυνατότητά τους. Συνιστάται όταν χρησιμοποιείτε την αντίσταση ανάδρασης 20 ohm να ρυθμίζετε την κορυφή σε μέγιστη έντασηtage είτε στα 200mV είτε στα 400mV και όταν χρησιμοποιείτε την αντίσταση ανάδρασης 100K-ohm, ρυθμίστε την κορυφή σε μέγιστη έντασηtagε στα 1V.
Μόλις το κύκλωμα έχει διεγερθεί, χρειάζεται λίγος χρόνος για να φτάσει στη σταθερή του κατάσταση. Μπορείτε να προγραμματίσετε έναν χρόνο καθίζησης για κάθε σημείο της σάρωσης συχνότητας γράφοντας μια τιμή για την καταχώρηση των διευθύνσεων 0x8A και 0x8B. Αυτή η τιμή αντιπροσωπεύει τον αριθμό των περιόδων συχνότητας εξόδου που ο μετατροπέας αναλογικού σε ψηφιακό θα αγνοήσει πριν ξεκινήσει sampη απόκριση συχνότητας. (Δείτε τον Πίνακα 2 για μια λίστα καταχωρητών και τις αντίστοιχες παραμέτρους τους.)
| Διεύθυνση εγγραφής | Παράμετρος |
| 0x80, 0x81 | Καταχωρητής ελέγχου (τα Bit-10 και Bit-9 ορίζονται από κορυφή σε κορυφή τόμtage για τη συχνότητα εξόδου). |
| 0x82, 0x83, 0x84 | Συχνότητα έναρξης (Hz) |
| 0x85, 0x86, 0x87 | Αύξηση ανά βήμα (Hz) |
| 0x88, 0x89 | Αριθμός βημάτων στη σάρωση |
| 0x8A, 0x8B | Χρόνος τακτοποίησης (Αριθμός περιόδων συχνότητας εξόδου) |
Μπορείτε να υπολογίσετε τη λέξη 24-bit που θέλετε να αποθηκεύσετε στις διευθύνσεις καταχωρητή για τις παραμέτρους της συχνότητας έναρξης και της αύξησης ανά βήμα χρησιμοποιώντας τον κωδικό συχνότητας έναρξης και τις εξισώσεις κωδικού αύξησης συχνότητας παρακάτω. Μπορείτε επίσης να βρείτε αυτές τις εξισώσεις και περισσότερες πληροφορίες στο φύλλο δεδομένων AD5933.
Αφού ορίσετε αυτές τις παραμέτρους, εκτελέστε τα ακόλουθα βήματα για να ξεκινήσετε τη σάρωση συχνότητας (παράφραση από το φύλλο δεδομένων AD5933):
- Μπείτε σε κατάσταση αναμονής στέλνοντας την εντολή αναμονής στον καταχωρητή ελέγχου.
- Μπείτε στη λειτουργία προετοιμασίας στέλνοντας μια εντολή αρχικοποίησης με συχνότητα έναρξης στον καταχωρητή ελέγχου.
Αυτό επιτρέπει στο κύκλωμα που μετράται να φτάσει στη σταθερή του κατάσταση. - Ξεκινήστε τη σάρωση συχνότητας στέλνοντας την εντολή σάρωση συχνότητας εκκίνησης στον καταχωρητή ελέγχου.
1.4 Υπολογισμοί σύνθετης αντίστασης
Ο μετατροπέας αναλογικού σε ψηφιακό sampμειώνει την απόκριση συχνότητας από άγνωστες σύνθετες αντιστάσεις έως και 1MSPS με ανάλυση 12 bit για κάθε σημείο της σάρωσης συχνότητας. Πριν από την αποθήκευση των μετρήσεων, το PmodIA εκτελεί έναν διακριτό μετασχηματισμό Fourier (DFT) στο sampδεδομένα led (1,024 samples για κάθε βήμα συχνότητας). Δύο καταχωρητές αποθηκεύουν το αποτέλεσμα DFT: το Real Register και το Imaginary Register.
Η ηλεκτρική αντίσταση περιέχει τόσο πραγματικούς όσο και φανταστικούς αριθμούς. Σε καρτεσιανή μορφή, μπορείτε να εκφράσετε την αντίσταση με την εξίσωση:
z = Πραγματικό + j ∗Φανταστικό
Όπου το Real είναι το πραγματικό συστατικό, το Imaginary είναι το φανταστικό συστατικό, και ; είναι ένας φανταστικός αριθμός (ισοδύναμος με i = √−1, στα μαθηματικά). Μπορείτε επίσης να αναπαραστήσετε την αντίσταση σε πολική μορφή:
Αντίσταση = |z|∠θ
Όπου |Z| είναι το μέγεθος και ∠θ είναι η γωνία φάσης:
Το PmodIA δεν εκτελεί κανέναν υπολογισμό. Μετά από κάθε DFT, η κύρια συσκευή πρέπει να διαβάζει τις τιμές στους καταχωρητές Real και Imaginary.
Για να υπολογίσετε την πραγματική σύνθετη αντίσταση, πρέπει να λάβετε υπόψη το κέρδος. Μπορείτε να βρείτε έναν πρώηνampΥπολογισμός συντελεστή κέρδους στο φύλλο δεδομένων AD9533.
1.5 Ενδείξεις θερμοκρασίας
Το PmodIA διαθέτει έναν αυτόνομο αισθητήρα θερμοκρασίας 13 bit για την παρακολούθηση της θερμοκρασίας της συσκευής. Ανατρέξτε στο φύλλο δεδομένων AD5933 για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τον έλεγχο αυτής της μονάδας.
1.6 Εγγραφή διευθύνσεων
Το φύλλο δεδομένων AD5933 έχει έναν πλήρη πίνακα διευθύνσεων μητρώου.
Φυσικές Διαστάσεις
Οι ακίδες στην κεφαλίδα της καρφίτσας απέχουν 100 mil. Το PCB έχει μήκος 1.6 ίντσες στις πλευρές παράλληλες με τις ακίδες στην κεφαλίδα της ακίδας και 0.8 ίντσες στις πλευρές που είναι κάθετες στην κεφαλίδα της ακίδας.
Λήψη από Arrow.com.
Πνευματικά δικαιώματα Digilent, Inc. Με την επιφύλαξη παντός δικαιώματος.
Άλλα ονόματα προϊόντων και εταιρειών που αναφέρονται ενδέχεται να είναι εμπορικά σήματα των αντίστοιχων κατόχων τους.
1300 Henley Court
Pullman, WA 99163
509.334.6306
www.digilentinc.com
Έγγραφα / Πόροι
 |
DIGILENT PmodIA Με Πίνακες μικροελεγκτή εξωτερικού ρολογιού [pdf] Εγχειρίδιο χρήστη PmodIA Με πλακέτες μικροελεγκτή εξωτερικού ρολογιού, PmodIA, με πλακέτες μικροελεγκτή εξωτερικού ρολογιού, πλακέτες μικροελεγκτή εξωτερικού ρολογιού, πλακέτες μικροελεγκτή ρολογιού, πλακέτες μικροελεγκτή, πλακέτες |