PmodIA™ Referenca Manlibro
Reviziita la 15-an de aprilo 2016
Ĉi tiu manlibro validas por la PmodIA rev. A
Finiteview
La PmodIA estas impedancanalizilo konstruita ĉirkaŭ la Analog Devices AD5933 12-bita Impedance Converter Network Analyzer.
Trajtoj inkluzivas:
- Impedancianalizilo kun 12-bita impedanca konvertilo
- Mezuru impedancvalorojn intervalantajn de 100Ω ĝis 10 MΩ.
- Programebla frekvenca balaado
- Programebla gajno amppli viva
- Laŭvola ekstera horloĝa generacio
- Malgranda PCB-grandeco por flekseblaj dezajnoj 1.6 in × 0.8 in (4.1 cm × 2.0 cm)
- 2×4-stifta haveno kun I²C-interfaco
- Sekvas Digilent Interface Specifo
- Biblioteko kaj eksampla kodo havebla en la rimeda centro
La PmodIA.
Funkcia Priskribo
La PmodIA utiligas Analog Devices AD5933 per sia enkonstruita frekvencgeneratoro kaj analog-al-cifereca konvertilo (ADC) por povi eksciti eksteran nekonatan impedancon ĉe konata frekvenco. Ĉi tiu konata frekvenco estas sendita tra unu el la SMA-konektiloj. La frekvencrespondo estas kaptita per la alia SMA-konektilo kaj sendita al la ADC kaj diskreta Fourier-transformo (DFT) estas farita sur s.ampgviditaj datumoj, stokante la realajn kaj imagajn partojn de la solvo en la sur-blataj datenregistroj. La grandeco de la nekonata impedanco same kiel la relativa fazo de la impedanco ĉe ĉiu punkto en la generita frekvencsvingo povas esti kalkulita de tiuj du datenvortoj.
1.1 I² C Interfaco
La PmodIA funkcias kiel sklava aparato uzante I² C komunikadprotokolo. La I² C interfacnormo uzas du signalliniojn. Ĉi tiuj estas I² C-datumoj kaj I² C-horloĝo. Ĉi tiuj signaloj mapas al la seriaj datumoj (SDA) kaj seria horloĝo (SCL) respektive sur la PmodIA. (Vidu Tabelon 1.) La sekvaj instrukcioj klarigas kiel legi kaj skribi al la aparato.
Vi devas konsideri du protokolojn kiam vi skribas al la PmodIA: la skriba bajto/komanda bajto kaj la bloka skribo. Skribi ununuran bajton de la majstro ĝis la sklavo postulas la majstron iniciati startkondiĉon kaj sendi la 7bitan sklavadreson. Vi devas teni la legan/skribi biton malalte por skribi al la sklava aparato sukcese. La PmodIA devus agordi la sklavan adreson kiel 0001101 (0x0D) post ekfunkciigo. Post kiam la sklavo agnoskas sian adreson, la majstro devas sendi la adreson de la registro al kiu ĝi volas skribi. Post kiam la sklavo agnoskas ricevon de ĉi tiu adreso, la majstro sendos ununuran datenbajton kiun la sklavo devus agnoski per revena bito. La majstro tiam devus doni haltkondiĉon.
Vi ankaŭ povas uzi ĉi tiun protokolon por agordi montrilon por registra adreso. Post kiam la majstro sendas la sklavadreson kaj skribbitaĵon, kaj la sklavo respondas per agnoskobito, la majstro sendas montrilon komandbajton (10110000, aŭ, 0xB0). La sklavo asertos agnoskan pecon kaj tiam la majstro sendos la adreson de la registro por indiki en memoron. La venontan fojon kiam la aparato legos aŭ skribas datumojn al registro, ĝi okazos ĉe ĉi tiu adreso.
Notu: La montrilo devas esti agordita antaŭ uzado de protokoloj de blokskribo aŭ bloklegado.
Vi povas plenumi blokan skribprotokolon simile al agordo de montrilo. Sendu la blokan skribkomandon (10100000, aŭ, 0xA0) anstataŭ la montrilkomando, kaj la nombro da bajtoj estanta sendita (reprezentita kiel bajto) prenos la lokon de la registradreso kun postaj datenbajtoj estantaj nul indeksitaj. Uzu la samajn du protokolojn dum legado de datumoj de la PmodIA: ricevi bajton kaj bloki legadon.
| Konektilo J1 - I² C Komunikadoj | ||
| Pinglo | Signalo | Priskribo |
| 1, 2 | SCL | I² C horloĝo |
| 3, 4 | SDA | I² C datumoj |
| 5, 6 | GND | Elektroprovizo Tero |
| 7, 8 | VCC | Elektroprovizo (3.3V/5V) |
1.2 Horloĝfonto
La PmodIA havas internan oscilatoron, kiu generas 16.776 MHz-horloĝon por funkcii la aparaton. Vi povas uzi eksteran horloĝon ŝarĝante IC4 sur la PmodIA kaj fiksante biton 3 en la kontrolregistro (registra adreso 0x80 kaj 0x81).
La PmodIA-skemo disponigas liston de rekomenditaj oscilatoroj. La skemo haveblas de la produktpaĝo de PmodIA ĉe www.digilentinc.com.
1.3 Agordi Frekvencan Balaon
La elektra impedanco, ?, de cirkvito povas varii en gamo da frekvencoj. La PmodIA ebligas al vi facile agordi frekvencan svingon por trovi la impedancajn trajtojn de cirkvito. Unue, vi devas agordi interfacon I² C inter la gastiga tabulo kaj la PmodIA. La PmodIA postulas tri informojn por elfari frekvencan svingon: komenca frekvenco, la nombro da ŝtupoj en la svingo, kaj la frekvencpliigo post ĉiu paŝo. La komenca frekvenco kaj la pliigo per paŝo-parametroj estas konservitaj kiel 24-bitaj vortoj. La parametro de nombro da paŝoj estas konservita kiel 9-bita vorto.
Vi povas programi la pik-al-pintan voltage de la eliga frekvenco en la svingo fiksante bitojn 10 kaj 9 en la kontrolregistro. La pinto al pinto voltage devas esti agordita taŭge rilate al la impedanctesto. Ĉi tio estas por eviti la internan op-amps de provi liveri produktaĵon voltage aŭ fluo preter ilia maksimuma kapableco. Oni rekomendas, ke kiam oni uzas la 20-ohman reagoreziston por agordi la pinton al pinto voltage al aŭ la 200mV aŭ 400mV kaj kiam vi uzas la 100K-ohman reagoreziston, agordu la pinton al pinto voltage ĉe 1V.
Post kiam la cirkvito estis ekscitita, necesas iom da tempo por atingi sian stabilan staton. Vi povas programi fiksan tempon por ĉiu punkto en la frekvenca svingo skribante valoron por registri adresojn 0x8A kaj 0x8B. Ĉi tiu valoro reprezentas la nombron da eligfrekvencperiodoj kiujn la analog-al-cifereca transformilo ignoros antaŭ ol ĝi komenciĝas s.ampling la frekvenca respondo. (Vidu Tabelon 2 por listo de registroj kaj iliaj respondaj parametroj.)
| Registru Adreso | Parametro |
| 0x80, 0x81 | Kontrolregistro (Bit-10 kaj Bit-9 aro pint-al-pinta voltage por la eliga frekvenco). |
| 0x82, 0x83, 0x84 | Komenca frekvenco (Hz) |
| 0x85, 0x86, 0x87 | Pliigo per paŝo (Hz) |
| 0x88, 0x89 | Nombro da paŝoj en balaado |
| 0x8A, 0x8B | Tempo de fiksiĝo (Nombro da eligfrekvencperiodoj) |
Vi povas kalkuli la 24-bitan vorton por stoki ĉe la registradresoj por la komenca frekvenco kaj la pliigo per paŝo-parametroj uzante la ekvaciojn de komenca frekvenca kodo kaj frekvenca pliigo-kodo sube. Vi ankaŭ povas trovi ĉi tiujn ekvaciojn kaj pli da informoj en la AD5933-datumfolio.
Post kiam vi agordis ĉi tiujn parametrojn, faru la sekvajn paŝojn por komenci la frekvencan balaadon (parafrazite el la datumfolio AD5933):
- Eniru standby-reĝimon sendante la standby komandon al la kontrola registro.
- Enigu la pravalorigan reĝimon sendante inicialigon kun startfrekvenca komando al la kontrolregistro.
Tio permesas al la cirkvito estanta mezurita atingi sian stabilan staton. - Komencu la frekvencan balaadon sendante la komandon de startfrekvenca balaado al la kontrolregistro.
1.4 Kalkuloj de impedanco
La analog-al-cifereca konvertilo samples la frekvencrespondo de nekonataj impedancoj je ĝis 1MSPS kun 12-bita rezolucio por ĉiu punkto en la frekvenca svingo. Antaŭ stokado de la mezuradoj, la PmodIA elfaras Diskretan Fourier Transform (DFT) sur la s.ampgviditaj datumoj (1,024 samples por ĉiu frekvenca paŝo). Du registroj konservas la DFT-rezulton: la Reala Registro, kaj la Imaga Registro.
Elektra impedanco enhavas kaj realajn kaj imagajn nombrojn. En kartezia formo, vi povas esprimi impedancon kun la ekvacio:
z = Reala + j ∗Imaga
Kie Reala estas la reala komponanto, Imaga estas la imaga komponanto, kaj ? estas imaga nombro (ekvivalenta al i = √−1, en matematiko). Vi ankaŭ povas reprezenti impedancon en polusa formo:
Impedanco = |z|∠θ
Kie |Z| estas la grando kaj ∠θ estas la fazangulo:
La PmodIA ne faras iujn ajn kalkulojn. Post ĉiu DFT, la majstra aparato devas legi la valorojn en la Reala kaj Imaga registroj.
Por kalkuli la veran impedancon, vi devas konsideri la gajnon. Vi povas trovi eksample gajnfaktorkalkulo en la AD9533-datumfolio.
1.5 Temperaturo-Legadoj
La PmodIA havas memstaran, 13-bitan temperatursensilon por monitori aparatotemperaturon. Bonvolu raporti al la AD5933-datumfolio por pliaj informoj pri kontrolado de ĉi tiu modulo.
1.6 Registru Adresoj
La AD5933-datumfolio havas kompletan tabelon de registradresoj.
Fizikaj Dimensioj
La pingloj sur la pingla kaplinio estas interspacigitaj 100 mil. La PCB longas 1.6 colojn sur la flankoj paralelaj al la pingloj sur la pinglokapo kaj 0.8 colojn longa sur la flankoj perpendikularaj al la pinglokapo.
Elŝutite de Arrow.com.
Kopirajto Digilent, Inc. Ĉiuj rajtoj rezervitaj.
Aliaj produktaj kaj firmaaj nomoj menciitaj povas esti varmarkoj de siaj respektivaj posedantoj.
1300 Henley Court
Pullman, WA 99163
509.334.6306
www.digilentinc.com
Dokumentoj/Rimedoj
 |
DIGILENT PmodIA Kun Eksteraj Horloĝaj Mikroregilaj Tabuloj [pdf] Uzanto-manlibro PmodIA Kun Eksteraj Horloĝaj Mikroregilaj Tabuloj, PmodIA, Kun Eksteraj Horloĝaj Mikroregilaj Tabuloj, Eksteraj Horloĝaj Mikroregilaj Tabuloj, Horloĝaj Mikroregilaj Tabuloj, Mikroregilaj Tabuloj, Tabuloj |