PmodIA™ referencia kézikönyv
Felülvizsgálva 15. április 2016-én
Ez a kézikönyv a PmodIA rev. A

Felettview

A PmodIA egy impedanciaanalizátor, amely az Analog Devices AD5933 12 bites impedancia átalakító hálózati analizátor köré épül.Jellemzők:

• Impedancia analizátor 12 bites impedancia átalakítóval
• Mérje meg az impedancia értékeket 100Ω és 10 MΩ között.
• Programozható frekvencia sweep
• Programozható erősítés ampélethűbb
• Opcionális külső óragenerálás
• Kis NYÁK-méret rugalmas kialakításokhoz, 1.6 × 0.8 hüvelyk (4.1 cm × 2.0 cm)
• 2×4 tűs port I²C interfésszel
• Követi a Digilent interfész specifikációit
• Könyvtár és plample kód elérhető az erőforrásközpontban

A PmodIA.

Funkcionális leírás

A PmodIA az Analog Devices AD5933-at használja a beépített frekvenciagenerátorral és analóg-digitális átalakítóval (ADC), hogy ismert frekvencián tudjon gerjeszteni egy ismeretlen külső impedanciát. Ezt az ismert frekvenciát az egyik SMA csatlakozón keresztül küldik ki. A frekvenciaválaszt a másik SMA csatlakozó rögzíti, és elküldi az ADC-nek, és diszkrét Fourier transzformációt (DFT) hajt végreampled adatokat, a megoldás valós és képzeletbeli részét tárolva a chipen lévő adatregiszterekben. Ebből a két adatszóból kiszámítható az ismeretlen impedancia nagysága, valamint az impedancia relatív fázisa a generált frekvencia sweep egyes pontjaiban.
1.1 I² C interfész
A PmodIA szolga eszközként működik I² C kommunikációs protokollt használva. Az I² C interfész szabvány két jelvonalat használ. Ezek az I² C adatok és az I² C óra. Ezek a jelek a soros adatokhoz (SDA) és a soros órajelhez (SCL) vannak leképezve a PmodIA-n. (Lásd az 1. táblázatot.) A következő utasítások elmagyarázzák, hogyan kell olvasni és írni az eszközre.
Két protokollt kell figyelembe vennie, amikor a PmodIA-ba ír: az írási bájtot/parancsbájtot és a blokkírást. Egyetlen bájt írása a masterről a slave-re megköveteli, hogy a mester kezdeményezzen egy indítási feltételt, és küldje el a 7 bites slave címet. A slave eszközre való sikeres íráshoz alacsonyan kell tartania az olvasási/írási bitet. A PmodIA-nak indításkor a slave címet 0001101-re (0x0D) kell beállítania. Miután a slave nyugtázta a címét, a masternek el kell küldenie annak a regiszternek a címét, amelybe írni szeretne. Amint a slave visszaigazolja ennek a címnek a vételét, a master egyetlen adatbájtot küld, amelyet a slave-nek egy visszatérési bittel kell nyugtáznia. A mesternek ezután leállási feltételt kell kiadnia.
Ezzel a protokollal mutatót is beállíthat egy nyilvántartási címhez. Miután a mester elküldte a slave címet és az írási bitet, és a slave egy nyugtázási bittel válaszol, a master egy mutatóparancsbájtot küld (10110000 vagy 0xB0). A slave érvényesít egy nyugtázó bitet, majd a master elküldi a regiszter címét, amelyre a memóriában mutat. A következő alkalommal, amikor a készülék adatokat olvas vagy ír egy regiszterből, az ezen a címen történik.
Jegyzet: A mutatót be kell állítani a blokkírási vagy blokkolvasási protokollok használata előtt.
A mutató beállításához hasonló módon hajthat végre egy blokkírási protokollt. A mutatóparancs helyett küldje el a blokkírási parancsot (10100000 vagy 0xA0), és az elküldött bájtok száma (bájtként ábrázolva) átveszi a regisztercímet, és a következő adatbájtokat nullával indexeli. Ugyanazt a két protokollt használja a PmodIA-ból származó adatok olvasásakor: fogadjon bájtot és blokkolvasást.

J1 csatlakozó – I² C Kommunikáció
Pin	Jel	Leírás
1, 2	SCL	I² C óra
3, 4	SDA	I² C adatok
5, 6	GND	Tápellátás Föld
7, 8	VCC	Tápellátás (3.3V/5V)

1.2 Óraforrás
A PmodIA belső oszcillátorral rendelkezik, amely 16.776 MHz-es órajelet generál az eszköz futtatásához. Használhat külső órát, ha betölti az IC4-et a PmodIA-ra, és beállítja a 3. bitet a vezérlőregiszterben (0x80 és 0x81 regisztercím).
A PmodIA kapcsolási rajza az ajánlott oszcillátorok listáját tartalmazza. A kapcsolási rajz elérhető a PmodIA termékoldalán a címen www.digilentinc.com.
1.3 Frekvencia sweep beállítása
Egy áramkör elektromos impedanciája, ?, frekvenciatartományonként változhat. A PmodIA segítségével könnyen beállíthat egy frekvencia sweepet az áramkör impedancia jellemzőinek megtalálásához. Először is be kell állítania egy I² C interfészt a gazdagép kártya és a PmodIA között. A PmodIA-nak három információra van szüksége a frekvencia sweep végrehajtásához: egy kezdő frekvenciára, a sweep lépéseinek számára és az egyes lépések utáni frekvencia növekményre. A kezdőfrekvencia és a lépésenkénti növekmény paraméterei 24 bites szavakként kerülnek tárolásra. A lépések száma paraméter 9 bites szóként kerül tárolásra.
Programozhatja a csúcstól csúcsig voltage a kimeneti frekvencia sweepben a 10. és 9. bitek beállításával a vezérlőregiszterben. A csúcstól csúcsig voltagAz e-t az impedanciateszthez képest megfelelően kell beállítani. Ez azért van így, hogy elkerüljük a belső működést.amps attól, hogy egy output voltage vagy áramerősség meghaladja a maximális kapacitásukat. Javasoljuk, hogy a 20 ohmos visszacsatoló ellenállás használatakor a csúcsot csúcstérfogatra állítsatage 200 mV-ra vagy 400 mV-ra, és ha 100 K ohmos visszacsatoló ellenállást használ, állítsa a csúcsot csúcs vol.tage 1V-on.
Ha az áramkört gerjesztették, időbe telik, amíg eléri az állandósult állapotot. Programozhat egy beállítási időt a frekvencia sweep minden egyes pontjához úgy, hogy értéket ír a 0x8A és 0x8B címek regisztrálásához. Ez az érték azoknak a kimeneti frekvencia periódusoknak a számát jelöli, amelyeket az analóg-digitális átalakító figyelmen kívül hagy, mielőtt elindulna.ampa frekvenciamenetet. (A regiszterek és a hozzájuk tartozó paraméterek listáját lásd a 2. táblázatban.)

Regisztráció Cím	Paraméter
0x80, 0x81	Vezérlőregiszter (Bit-10 és Bit-9 beállítva csúcstól csúcsig voltage a kimeneti frekvencia).
0x82, 0x83, 0x84	Indítási frekvencia (Hz)
0x85, 0x86, 0x87	Lépésenkénti növekmény (Hz)
0x88, 0x89	A sweep lépéseinek száma
0x8A, 0x8B	Beállási idő (kimeneti frekvencia periódusok száma)

Az alábbi kezdőfrekvencia-kód és frekvencianövekmény kódegyenletek segítségével kiszámíthatja a 24 bites szót, amelyet a kezdőfrekvencia és a lépésenkénti növekmény paramétereihez a regisztercímeken tárol. Ezeket az egyenleteket és további információkat az AD5933 adatlapon is megtalálja.

Miután beállította ezeket a paramétereket, hajtsa végre a következő lépéseket a frekvencia sweep elindításához (az AD5933 adatlapról átfogalmazva):

1. Lépjen készenléti üzemmódba a készenléti parancs elküldésével a vezérlőregiszterbe.
2. Lépjen be az inicializálási módba egy inicializálás indítási frekvenciával parancs elküldésével a vezérlőregiszterbe.
   Ez lehetővé teszi, hogy a mért áramkör elérje állandósult állapotát.
3. Indítsa el a frekvencia sweep-et a start frekvencia sweep parancs elküldésével a vezérlőregiszterbe.

1.4 Impedancia számítások
Az analóg-digitális átalakító samplecsökkenti az ismeretlen impedanciákból származó frekvenciaválaszt 1 MSPS-ig, 12 bites felbontással a frekvencia sweep minden pontjára. A mérések tárolása előtt a PmodIA diszkrét Fourier transzformációt (DFT) hajt végre az sampled adatok (1,024 samples minden frekvencialépésre). Két regiszter tárolja a DFT eredményt: a Real Register és a Imaginary Register.
Az elektromos impedancia valós és imaginárius számokat is tartalmaz. Descartes-formában az impedanciát a következő egyenlettel fejezheti ki:

z = Valós + j ∗ Képzelt

Ahol a Real a valós komponens, az Imaginary a képzeletbeli komponens, és ? egy képzeletbeli szám (egyenértékű i = √−1-gyel, a matematikában). Az impedanciát poláris formában is ábrázolhatja:

Impedancia = |z|∠θ

Ahol |Z| a nagyság, ∠θ pedig a fázisszög:

A PmodIA nem végez számításokat. Minden DFT után a mester eszköznek be kell olvasnia a Real és Imaginary regiszterek értékeit.
A valódi impedancia kiszámításához figyelembe kell venni az erősítést. Találhatsz egy exetample erősítési tényező számítás az AD9533 adatlapon.
1.5 Hőmérséklet-leolvasások
A PmodIA önálló, 13 bites hőmérséklet-érzékelővel rendelkezik az eszköz hőmérsékletének figyelésére. A modul vezérlésével kapcsolatos további információkért tekintse meg az AD5933 adatlapot.
1.6 Címek regisztrálása
Az AD5933 adatlapon a regisztercímek teljes táblázata található.

Fizikai méretek

A tűfejen lévő tűk 100 mérföld távolságra vannak egymástól. A PCB 1.6 hüvelyk hosszú a tűfejen lévő érintkezőkkel párhuzamos oldalakon, és 0.8 hüvelyk a tűfejre merőleges oldalakon.

Letöltve innen Arrow.com.
Copyright Digilent, Inc. Minden jog fenntartva.
Az egyéb említett termékek és cégnevek a megfelelő tulajdonosok védjegyei lehetnek.
1300 Henley Court
Pullman, WA 99163
509.334.6306
www.digilentinc.com

Dokumentumok / Források

DIGILENT PmodIA külső óra mikrokontroller kártyákkal [pdf] Felhasználói kézikönyv PmodIA külső óra mikrovezérlő kártyákkal, PmodIA, külső óra mikrovezérlő kártyákkal, külső óra mikrovezérlő kártyákkal, óra mikrovezérlő kártyákkal, mikrovezérlő kártyákkal, kártyákkal

Hivatkozások

• Felhasználói kézikönyv