PmodIA™ Reference Manual
Gibag-o kaniadtong Abril 15, 2016
Kini nga manwal magamit sa PmodIA rev. A
Tapos naview
Ang PmodIA usa ka impedance analyzer nga gitukod sa palibot sa Analog Devices AD5933 12-bit Impedance Converter Network Analyzer.
Ang mga bahin naglakip sa:
- Impedance analyzer nga adunay 12-bit impedance converter
- Sukda ang mga kantidad sa impedance gikan sa 100Ω hangtod 10 MΩ.
- Programmable frequency sweep
- Programmable nga ganansya ampbuhi nga kinabuhi
- Opsyonal nga henerasyon sa orasan sa gawas
- Gamay nga gidak-on sa PCB para sa flexible nga mga disenyo 1.6 in × 0.8 in (4.1 cm × 2.0 cm)
- 2 × 4-pin port nga adunay I²C interface
- Nagsunod sa Digilent Interface Specification
- Library ug exampAng code anaa sa resource center
Ang PmodIA.
Functional nga Deskripsyon
Ang PmodIA naggamit sa Analog Devices AD5933 uban ang on-board frequency generator ug analog-to-digital converter (ADC) aron makapukaw sa usa ka eksternal nga wala mailhi nga impedance sa usa ka nahibal-an nga frequency. Kining nailhan nga frequency gipadala pinaagi sa usa sa SMA connectors. Ang frequency response makuha sa laing SMA connector ug gipadala ngadto sa ADC ug ang discrete Fourier transform (DFT) gihimo sa sampnanguna nga datos, nagtipig sa tinuod ug hinanduraw nga mga bahin sa solusyon sa on-chip data registers. Ang gidak-on sa wala mahibal-an nga impedance ingon man ang paryente nga hugna sa impedance sa matag punto sa namugna nga frequency sweep mahimong kalkulado gikan niining duha ka pulong nga datos.
1.1 I² C Interface
Ang PmodIA naglihok isip usa ka slave device gamit ang I² C communication protocol. Ang I² C interface standard naggamit ug duha ka linya sa signal. Kini ang I² C nga datos ug I² C nga orasan. Kini nga mga signal mapa sa serial data (SDA) ug serial clock (SCL) matag usa sa PmodIA. (Tan-awa ang Talaan 1.) Ang mosunod nga mga instruksyon nagpatin-aw kon unsaon pagbasa ug pagsulat sa device.
Kinahanglan nimong tagdon ang duha ka protocol sa pagsulat sa PmodIA: ang write byte/command byte ug ang block write. Ang pagsulat sa usa ka byte gikan sa agalon ngadto sa ulipon nagkinahanglan sa agalon nga magsugod sa usa ka kondisyon sa pagsugod ug ipadala ang 7bit nga adres sa ulipon. Kinahanglan nimo nga huptan ang pagbasa / pagsulat nga gamay aron magsulat sa aparato nga ulipon nga malampuson. Kinahanglang ibutang sa PmodIA ang address sa ulipon isip 0001101 (0x0D) sa pagsugod. Human mailhan sa ulipon ang adres niini, kinahanglang ipadala sa agalon ang adres sa rehistro nga gusto niyang sulatan. Sa higayon nga ang ulipon moila sa resibo niini nga adres, ang agalon magpadala sa usa ka data byte nga ang ulipon kinahanglan nga moila sa usa ka pagbalik gamay. Ang agalon kinahanglan nga mag-isyu sa usa ka kondisyon sa paghunong.
Mahimo usab nimo gamiton kini nga protocol aron magbutang usa ka pointer alang sa usa ka adres sa rehistro. Human ipadala sa agalon ang adres sa ulipon ug isulat ang gamay, ug ang ulipon mitubag nga adunay gamay nga pag-ila, ang agalon nagpadala usa ka pointer command byte (10110000, o, 0xB0). Ang ulipon magpahayag ug usa ka gamay nga pag-ila ug dayon ipadala sa agalon ang adres sa rehistro aron itudlo sa memorya. Sa sunod higayon nga ang device mobasa gikan o magsulat og data ngadto sa usa ka rehistro, kini mahitabo sa niini nga adres.
Mubo nga sulat: Ang pointer kinahanglang itakda sa dili pa gamiton ang block write o block read protocols.
Mahimo nimong buhaton ang usa ka block write protocol sa parehas nga paagi sa pagpahimutang sa usa ka pointer. Ipadala ang block write command (10100000, o, 0xA0) puli sa pointer command, ug ang gidaghanon sa mga byte nga gipadala (girepresentar isip usa ka byte) maoy mopuli sa address sa rehistro nga adunay mga sunod-sunod nga data bytes nga zero index. Gamita ang parehas nga duha ka protocol sa pagbasa sa datos gikan sa PmodIA: makadawat sa byte ug block read.
| Konektor J1 – I² C Komunikasyon | ||
| Pin | Signal | Deskripsyon |
| 1, 2 | SCL | I² C nga orasan |
| 3, 4 | SDA | I² C nga datos |
| 5, 6 | GND | Ground sa suplay sa kuryente |
| 7, 8 | VCC | suplay sa kuryente (3.3V/5V) |
1.2 Tinubdan sa Orasan
Ang PmodIA adunay usa ka internal nga oscillator nga nagmugna og 16.776 MHz nga orasan aron mapadagan ang aparato. Mahimo nimong gamiton ang usa ka eksternal nga orasan pinaagi sa pag-load sa IC4 sa PmodIA ug pagbutang sa bit 3 sa control register (address sa pagrehistro 0x80 ug 0x81).
Ang eskematiko sa PmodIA naghatag usa ka lista sa girekomenda nga mga oscillator. Magamit ang eskematiko gikan sa panid sa produkto sa PmodIA sa www.digilentinc.com.
1.3 Pag-set up ug Frequency Sweep
Ang electrical impedance, ?, sa usa ka sirkito mahimong magkalahi sa lain-laing mga frequency. Gitugotan ka sa PmodIA nga dali nga magbutang usa ka frequency sweep aron makit-an ang mga kinaiya sa impedance sa usa ka circuit. Una, kinahanglan ka magbutang ug I² C interface tali sa host board ug sa PmodIA. Ang PmodIA nanginahanglan ug tulo ka piraso sa kasayuran aron mahimo ang usa ka frequency sweep: usa ka frequency sa pagsugod, ang gidaghanon sa mga lakang sa pag-sweep, ug ang frequency increment pagkahuman sa matag lakang. Ang frequency sa pagsugod ug ang pag-uswag matag lakang nga mga parameter gitipigan isip 24-bit nga mga pulong. Ang gidaghanon sa mga lakang nga parameter gitipigan isip 9-bit nga pulong.
Mahimo nimong iprograma ang peak-to-peak voltage sa output frequency sa sweep pinaagi sa pagbutang bits 10 ug 9 sa control register. Ang peak to peak voltage kinahanglan nga itakda sa tukma nga may kalabutan sa impedance test. Kini aron malikayan ang internal op-amps gikan sa pagsulay sa paghatud sa usa ka output voltage o kasamtangan nga labaw sa ilang maximum nga kapabilidad. Kini girekomendar nga sa diha nga ang paggamit sa 20-ohm feedback resistor sa pagbutang sa peak sa peak voltage sa 200mV o 400mV ug kung gamiton ang 100K-ohm feedback resistor, ibutang ang peak sa peak vol.tage sa 1V.
Kung ang sirkito naghinam-hinam na, nagkinahanglan kini og pipila ka panahon aron maabot ang makanunayon nga kahimtang niini. Mahimo nimong iprograma ang oras sa paghusay alang sa matag punto sa frequency sweep pinaagi sa pagsulat sa usa ka kantidad aron marehistro ang mga adres 0x8A ug 0x8B. Kini nga kantidad nagrepresentar sa gidaghanon sa mga yugto sa frequency sa output nga dili ibalewala sa analog-to-digital converter sa dili pa kini magsugod samplingi ang frequency nga tubag. (Tan-awa ang Talaan 2 alang sa usa ka lista sa mga rehistro ug ang ilang katugbang nga mga parametro.)
| Rehistro nga Address | Parameter |
| 0x80, 0x81 | Control register (Bit-10 ug Bit-9 set peak-to-peak voltage alang sa output frequency). |
| 0x82, 0x83, 0x84 | Pagsugod frequency (Hz) |
| 0x85, 0x86, 0x87 | Pagdugang kada lakang (Hz) |
| 0x88, 0x89 | Gidaghanon sa mga lakang sa pagsilhig |
| 0x8A, 0x8B | Panahon sa paghusay (Gidaghanon sa mga yugto sa frequency sa output) |
Mahimo nimong kuwentahon ang 24-bit nga pulong nga tipigan sa mga adres sa rehistro alang sa frequency sa pagsugod ug ang pag-usbaw matag lakang nga mga parameter gamit ang start frequency code ug frequency increment code equation sa ubos. Makita usab nimo kini nga mga equation ug dugang nga impormasyon sa AD5933 data sheet.
Kung mabutang na nimo kini nga mga parameter, buhata ang mosunod nga mga lakang aron masugdan ang frequency sweep (gi-paraphrase gikan sa AD5933 data sheet):
- Pagsulod sa standby mode pinaagi sa pagpadala sa standby command ngadto sa control register.
- Pagsulod sa initialize mode pinaagi sa pagpadala ug initialize uban ang start frequency command ngadto sa control register.
Kini nagtugot sa sirkito nga gisukod sa pagkab-ot sa iyang makanunayon nga kahimtang. - Sugdi ang frequency sweep pinaagi sa pagpadala sa start frequency sweep command ngadto sa control register.
1.4 Pagkalkula sa Impedance
Ang analog-to-digital converter samples ang frequency nga tubag gikan sa wala mailhi nga mga impedances hangtod sa 1MSPS nga adunay 12-bit nga resolusyon alang sa matag punto sa frequency sweep. Sa wala pa itago ang mga sukod, ang PmodIA nagpahigayon usa ka Discrete Fourier Transform (DFT) sa s.ampnanguna nga datos (1,024 samples alang sa matag frequency nga lakang). Duha ka rehistro ang nagtipig sa resulta sa DFT: ang Real Register, ug ang Imaginary Register.
Ang impedance sa elektrisidad naglangkob sa tinuod ug hinanduraw nga mga numero. Sa Cartesian nga porma, mahimo nimong ipahayag ang impedance sa equation:
z = Tinuod + j ∗Hinanduraw
Diin ang Tinuod mao ang tinuod nga sangkap, Ang Imaginary mao ang hinanduraw nga sangkap, ug ? usa ka hinanduraw nga numero (katumbas sa i = √−1, sa matematika). Mahimo ka usab magrepresentar sa impedance sa polar nga porma:
Impedance = |z|∠θ
Diin |Z| mao ang magnitude ug ∠θ mao ang anggulo sa phase:
Ang PmodIA wala maghimo bisan unsang mga kalkulasyon. Human sa matag DFT, ang master device kinahanglang mobasa sa mga bili sa Real and Imaginary registers.
Aron makalkulo ang tinuod nga impedance, kinahanglan nimong tagdon ang ganansya. Makapangita ka ug example gain factor kalkulasyon sa AD9533 data sheet.
1.5 Mga Pagbasa sa Temperatura
Ang PmodIA adunay self-contained, 13-bit temperature sensor aron mamonitor ang temperatura sa device. Palihug tan-awa ang AD5933 data sheet para sa dugang nga impormasyon sa pagkontrol niini nga module.
1.6 Pagrehistro sa mga Address
Ang AD5933 data sheet adunay kompleto nga talaan sa mga adres sa rehistro.
Pisikal nga mga Dimensyon
Ang mga lagdok sa pin header gilay-on nga 100 mil ang gilay-on. Ang PCB 1.6 ka pulgada ang gitas-on sa mga kilid nga parallel sa mga pin sa pin header ug 0.8 ka pulgada ang gitas-on sa mga kilid nga tul-id sa pin header.
Gi-download gikan sa Arrow.com.
Copyright Digilent, Inc. Tanang katungod gigahin.
Ang ubang mga ngalan sa produkto ug kompanya nga gihisgutan mahimong mga marka sa pamatigayon sa ilang tagsa-tagsa ka tag-iya.
1300 Henley Court
Pullman, WA 99163
509.334.6306
www.digilentinc.com
Mga Dokumento / Mga Kapanguhaan
 |
DIGILENT PmodIA Uban sa External Clock Microcontroller Boards [pdf] Manwal sa Gumagamit PmodIA Uban sa External Clock Microcontroller Boards, PmodIA, Uban sa External Clock Microcontroller Boards, External Clock Microcontroller Boards, Clock Microcontroller Boards, Microcontroller Boards, Boards |