Manual Referensi PmodIA™
Direvisi 15 April 2016
Panduan ini berlaku untuk PmodIA rev. A
Lebihview
PmodIA adalah penganalisis impedansi yang dibuat berdasarkan Perangkat Analog AD5933 12-bit Impedance Converter Network Analyzer.
Fiturnya meliputi:
- Penganalisis impedansi dengan konverter impedansi 12-bit
- Ukur nilai impedansi mulai dari 100Ω hingga 10 MΩ.
- Sapuan frekuensi yang dapat diprogram
- Keuntungan yang dapat diprogram amppengangkat
- Pembuatan jam eksternal opsional
- Ukuran PCB kecil untuk desain fleksibel 1.6 in × 0.8 in (4.1 cm × 2.0 cm)
- Port 2×4-pin dengan antarmuka I²C
- Mengikuti Spesifikasi Antarmuka Digilent
- Perpustakaan dan mantanample kode tersedia di pusat sumber daya
PmodIA.
Deskripsi Fungsional
PmodIA menggunakan Perangkat Analog AD5933 dengan generator frekuensi terpasang dan konverter analog-ke-digital (ADC) untuk dapat membangkitkan impedansi eksternal yang tidak diketahui pada frekuensi yang diketahui. Frekuensi yang diketahui ini dikirim melalui salah satu konektor SMA. Respon frekuensi ditangkap oleh konektor SMA lainnya dan dikirim ke ADC dan transformasi Fourier diskrit (DFT) dilakukan pada sampdata yang dipimpin, menyimpan bagian nyata dan imajiner dari solusi dalam register data pada chip. Besarnya impedansi yang tidak diketahui serta fase relatif impedansi pada setiap titik dalam sapuan frekuensi yang dihasilkan dapat dihitung dari dua kata data ini.
1.1 Antarmuka I² C
PmodIA bertindak sebagai perangkat budak menggunakan protokol komunikasi I² C. Standar antarmuka I² C menggunakan dua jalur sinyal. Ini adalah data I² C dan jam I² C. Sinyal-sinyal ini dipetakan ke data serial (SDA) dan jam serial (SCL) masing-masing di PmodIA. (Lihat Tabel 1.) Petunjuk berikut menjelaskan cara membaca dan menulis ke perangkat.
Anda harus mempertimbangkan dua protokol saat menulis ke PmodIA: byte tulis/byte perintah dan blok tulis. Menulis satu byte dari master ke slave mengharuskan master untuk memulai kondisi awal dan mengirimkan alamat slave 7bit. Anda harus menjaga bit baca/tulis tetap rendah agar berhasil menulis ke perangkat budak. PmodIA harus menetapkan alamat budak sebagai 0001101 (0x0D) saat startup. Setelah slave mengetahui alamatnya, master harus mengirimkan alamat register yang ingin ditulisinya. Setelah slave mengakui penerimaan alamat ini, master akan mengirimkan satu byte data yang harus diakui oleh slave dengan bit kembali. Master kemudian harus mengeluarkan kondisi berhenti.
Anda juga dapat menggunakan protokol ini untuk mengatur penunjuk alamat register. Setelah master mengirimkan alamat budak dan bit tulis, dan budak merespons dengan bit pengakuan, master mengirimkan byte perintah penunjuk (10110000, atau, 0xB0). Budak akan menyatakan bit pengakuan dan kemudian master akan mengirimkan alamat register untuk ditunjuk dalam memori. Saat berikutnya perangkat membaca atau menulis data ke register, hal itu akan terjadi di alamat ini.
Catatan: Pointer harus disetel sebelum menggunakan protokol blok tulis atau blok baca.
Anda dapat melakukan protokol penulisan blok dengan cara yang mirip dengan menyetel penunjuk. Kirim perintah tulis blok (10100000, atau, 0xA0) sebagai pengganti perintah penunjuk, dan jumlah byte yang dikirim (diwakili sebagai byte) akan menggantikan alamat register dengan byte data berikutnya diindeks nol. Gunakan dua protokol yang sama saat membaca data dari PmodIA: terima byte dan blok baca.
| Konektor J1 – I² C Komunikasi | ||
| Pin | Sinyal | Keterangan |
| 1, 2 | SCL | jam I²C |
| 3, 4 | Gereja Masehi Advent Hari Ketujuh | data I²C |
| 5, 6 | GND | Catu daya Tanah |
| 7, 8 | VCC | Catu daya (3.3V/5V) |
1.2 Sumber Jam
PmodIA memiliki osilator internal yang menghasilkan clock 16.776 MHz untuk menjalankan perangkat. Anda dapat menggunakan jam eksternal dengan memuat IC4 pada PmodIA dan mengatur bit 3 di register kontrol (alamat register 0x80 dan 0x81).
Skema PmodIA menyediakan daftar osilator yang direkomendasikan. Skema tersedia dari halaman produk PmodIA di www.digilentnc.com.
1.3 Menyiapkan Sapuan Frekuensi
Impedansi listrik, ?, suatu rangkaian dapat bervariasi pada rentang frekuensi. PmodIA memungkinkan Anda dengan mudah mengatur sapuan frekuensi untuk menemukan karakteristik impedansi suatu rangkaian. Pertama, Anda harus menyiapkan antarmuka I² C antara papan host dan PmodIA. PmodIA memerlukan tiga informasi untuk melakukan sapuan frekuensi: frekuensi awal, jumlah langkah dalam sapuan, dan kenaikan frekuensi setelah setiap langkah. Frekuensi awal dan parameter kenaikan per langkah disimpan sebagai kata 24-bit. Parameter jumlah langkah disimpan sebagai kata 9-bit.
Anda dapat memprogram vol puncak-ke-puncaktage dari frekuensi keluaran dalam sapuan dengan mengatur bit 10 dan 9 pada register kontrol. Puncak ke puncak voltage perlu diatur dengan tepat sehubungan dengan uji impedansi. Hal ini untuk menghindari peluang internal.amps dari mencoba memberikan output voltage atau arus melebihi kemampuan maksimumnya. Direkomendasikan saat menggunakan resistor umpan balik 20 ohm untuk mengatur puncak ke puncak voltage ke 200mV atau 400mV dan saat menggunakan resistor umpan balik 100K-ohm, atur tegangan puncak ke tegangan puncaktage pada 1V.
Setelah sirkuit tereksitasi, diperlukan beberapa waktu untuk mencapai kondisi stabilnya. Anda dapat memprogram waktu penyelesaian untuk setiap titik dalam sapuan frekuensi dengan menulis nilai untuk mendaftarkan alamat 0x8A dan 0x8B. Nilai ini mewakili jumlah periode frekuensi keluaran yang akan diabaikan oleh konverter analog-ke-digital sebelum dimulaiampling respon frekuensi. (Lihat Tabel 2 untuk daftar register dan parameter terkaitnya.)
| Alamat Pendaftaran | Parameter |
| Nomor 0x80, 0x81 | Register kontrol (Bit-10 dan Bit-9 mengatur volume puncak ke puncaktage untuk frekuensi keluaran). |
| 0x82, 0x83, 0x84 | Frekuensi mulai (Hz) |
| 0x85, 0x86, 0x87 | Kenaikan per langkah (Hz) |
| Nomor 0x88, 0x89 | Jumlah langkah dalam sapuan |
| Nomor 0x8A dan 0x8B | Waktu penyelesaian (Jumlah periode frekuensi keluaran) |
Anda dapat menghitung kata 24-bit untuk disimpan di alamat register untuk frekuensi awal dan parameter kenaikan per langkah menggunakan kode frekuensi awal dan persamaan kode kenaikan frekuensi di bawah ini. Anda juga dapat menemukan persamaan ini dan informasi lebih lanjut di lembar data AD5933.
Setelah Anda mengatur parameter ini, lakukan langkah-langkah berikut untuk memulai sapuan frekuensi (diparafrasekan dari lembar data AD5933):
- Masuk ke mode standby dengan mengirimkan perintah standby ke register kontrol.
- Masuk ke mode inisialisasi dengan mengirimkan perintah inisialisasi dengan frekuensi mulai ke register kontrol.
Hal ini memungkinkan rangkaian yang diukur mencapai kondisi tunaknya. - Mulai sapuan frekuensi dengan mengirimkan perintah sapuan frekuensi mulai ke register kontrol.
1.4 Perhitungan Impedansi
Konverter analog-ke-digital sample respons frekuensi dari impedansi yang tidak diketahui hingga 1MSPS dengan resolusi 12-bit untuk setiap titik dalam sapuan frekuensi. Sebelum menyimpan pengukuran, PmodIA melakukan Discrete Fourier Transform (DFT) pada sampdata yang dipimpin (1,024 dtkamples untuk setiap langkah frekuensi). Dua register menyimpan hasil DFT: Register Nyata, dan Register Imajiner.
Impedansi listrik mengandung bilangan real dan imajiner. Dalam bentuk kartesius, impedansi dapat dinyatakan dengan persamaan:
z = Nyata + j ∗Imajiner
Dimana Real adalah komponen nyata, Imajiner adalah komponen imajiner, dan ? adalah bilangan imajiner (setara dengan i = √−1, dalam matematika). Anda juga dapat merepresentasikan impedansi dalam bentuk polar:
Impedansi = |z|∠θ
Dimana |Z| adalah besarnya dan ∠θ adalah sudut fasa:
PmodIA tidak melakukan perhitungan apa pun. Setelah setiap DFT, perangkat master harus membaca nilai dalam register Riil dan Imajiner.
Untuk menghitung impedansi sebenarnya, Anda harus memperhitungkan penguatannya. Anda dapat menemukan mantanample perhitungan faktor penguatan di lembar data AD9533.
1.5 Pembacaan Suhu
PmodIA memiliki sensor suhu 13-bit mandiri untuk memantau suhu perangkat. Silakan merujuk ke lembar data AD5933 untuk informasi lebih lanjut tentang pengendalian modul ini.
1.6 Daftarkan Alamat
Lembar data AD5933 memiliki tabel lengkap alamat register.
Dimensi Fisik
Pin pada header pin diberi jarak 100 mil. PCB memiliki panjang 1.6 inci di sisi yang sejajar dengan pin pada header pin dan panjang 0.8 inci pada sisi yang tegak lurus dengan pin header.
Diunduh dari panah.com.
Hak Cipta Digilent, Inc. Semua hak dilindungi undang-undang.
Produk dan nama perusahaan lain yang disebutkan mungkin merupakan merek dagang dari pemiliknya masing-masing.
1300 Pengadilan Henley
Pullman, WA 99163
509.334.6306
www.digilentnc.com
Dokumen / Sumber Daya
 |
PmodIA DIGILENT Dengan Papan Mikrokontroler Jam Eksternal [Bahasa Indonesia:] Panduan Pengguna PmodIA Dengan Papan Mikrokontroler Jam Eksternal, PmodIA, Dengan Papan Mikrokontroler Jam Eksternal, Papan Mikrokontroler Jam Eksternal, Papan Mikrokontroler Jam, Papan Mikrokontroler, Papan |