מדריך עזר של PmodIA™
מתוקן ב-15 באפריל, 2016
מדריך זה חל על PmodIA rev. א
מֵעַלview
ה-PmodIA הוא מנתח עכבות הבנוי סביב Analog Devices AD5933 12-bit Impedance Converter Network Analyzer.
התכונות כוללות:
- מנתח עכבה עם ממיר עכבה של 12 סיביות
- מדוד ערכי עכבה הנעים בין 100Ω ל-10 MΩ.
- סוויפ תדרים ניתן לתכנות
- רווח ניתן לתכנות ampחיים יותר
- יצירת שעון חיצוני אופציונלי
- גודל PCB קטן עבור עיצובים גמישים 1.6 אינץ' × 0.8 אינץ' (4.1 ס"מ × 2.0 ס"מ)
- יציאת 2×4 פינים עם ממשק I²C
- עוקב אחר מפרט ממשק Digilent
- ספרייה ואקסampהקוד זמין במרכז המשאבים
ה-PmodIA.
תיאור פונקציונלי
ה-PmodIA משתמש בהתקנים אנלוגיים AD5933 עם מחולל התדרים המשולב והממיר האנלוגי לדיגיטלי (ADC) כדי להיות מסוגל לעורר עכבה חיצונית לא ידועה בתדר ידוע. תדר ידוע זה נשלח דרך אחד ממחברי ה-SMA. תגובת התדר נקלטת על ידי מחבר ה-SMA השני ונשלחת ל-ADC ומתבצעת טרנספורמציה פורייה בדידה (DFT) ב-sampנתוני led, המאחסנים את החלקים האמיתיים והדמיוניים של הפתרון במאגר הנתונים שבשבב. ניתן לחשב את גודל העכבה הלא ידועה וכן את השלב היחסי של העכבה בכל נקודה בסוויפ התדר שנוצר משתי מילות הנתונים הללו.
ממשק 1.1 I² C
ה-PmodIA פועל כהתקן עבד באמצעות פרוטוקול תקשורת I² C. תקן ממשק I² C משתמש בשני קווי אות. אלה הם נתוני I² C ושעון I² C. האותות הללו ממפים לנתונים הטוריים (SDA) ולשעון הטורי (SCL) בהתאמה ב-PmodIA. (ראה טבלה 1.) ההוראות הבאות מסבירות כיצד לקרוא ולכתוב למכשיר.
עליך לשקול שני פרוטוקולים בעת כתיבה ל-PmodIA: byte כתיבה/פקודה וכתיבה בלוק. כתיבת בייט בודד מהמאסטר לעבד מחייבת את המאסטר ליזום תנאי התחלה ולשלוח את כתובת העבד של 7 סיביות. עליך להחזיק את סיבית הקריאה/כתיבה נמוכה כדי לכתוב בהצלחה למכשיר העבד. ה-PmodIA צריך להגדיר את כתובת העבד כ-0001101 (0x0D) עם ההפעלה. לאחר שהעבד יאשר את כתובתו, על האדון לשלוח את הכתובת של הפנקס שאליו הוא רוצה לכתוב. ברגע שהעבד יאשר את קבלת הכתובת הזו, המאסטר ישלח בייט נתונים בודד שהעבד צריך לאשר באמצעות סיביות חוזרת. לאחר מכן המאסטר צריך להנפיק תנאי עצירה.
אתה יכול גם להשתמש בפרוטוקול זה כדי להגדיר מצביע עבור כתובת רישום. לאחר שהמאסטר שולח את כתובת העבד וסיבית הכתיבה, והעבד מגיב בביט אישור, המאסטר שולח בית פקודה מצביע (10110000, או, 0xB0). העבד יטען ביט של אישור ואז המאסטר ישלח את הכתובת של האוגר להצביע עליה בזיכרון. בפעם הבאה שהמכשיר יקרא או יכתוב נתונים למאגר, זה יתרחש בכתובת זו.
פֶּתֶק: יש להגדיר את המצביע לפני השימוש בפרוטוקולי כתיבה בלוק או קריאה בלוק.
אתה יכול לבצע פרוטוקול כתיבה בלוק באופן דומה להגדרת מצביע. שלח את פקודת הכתיבה של הבלוק (10100000, או, 0xA0) במקום פקודת המצביע, ומספר הבתים הנשלחים (המיוצגים כבייט) יתפוס את המקום של כתובת הרישום עם בתים של הנתונים הבאים באינדקס. השתמש באותם שני פרוטוקולים בעת קריאת נתונים מה-PmodIA: קבל בייט וחסום קריאה.
| מחבר J1 – I² C תקשורת | ||
| פִּין | אוֹת | תֵאוּר |
| 1, 2 | SCL | שעון I² C |
| 3, 4 | SDA | נתוני I² C |
| 5, 6 | GND | אספקת חשמל קרקע |
| 7, 8 | VCC | ספק כוח (3.3V/5V) |
1.2 מקור שעון
ל-PmodIA יש מתנד פנימי שמייצר שעון 16.776 מגה-הרץ כדי להפעיל את המכשיר. אתה יכול להשתמש בשעון חיצוני על ידי טעינת IC4 ב-PmodIA והגדרת bit 3 באוגר הבקרה (כתובת הרשמה 0x80 ו-0x81).
סכימת PmodIA מספקת רשימה של מתנדים מומלצים. הסכימה זמינה מדף המוצר של PmodIA בכתובת www.digilentinc.com.
1.3 הגדרת סריקת תדרים
העכבה החשמלית, ?, של מעגל יכולה להשתנות על פני טווח של תדרים. ה-PmodIA מאפשר לך להגדיר בקלות סוויפ תדרים כדי למצוא את מאפייני העכבה של מעגל. ראשית, עליך להגדיר ממשק I² C בין לוח המארח ל-PmodIA. ה-PmodIA דורש שלוש פיסות מידע כדי לבצע סוויפ תדר: תדר התחלה, מספר השלבים בסוויפ ותוספת התדר לאחר כל שלב. הפרמטרים של תדירות ההתחלה והתוספת לכל שלב מאוחסנים כמילים של 24 סיביות. פרמטר מספר הצעדים נשמר כמילה של 9 סיביות.
אתה יכול לתכנת את נפח שיא לשיאtage של תדר המוצא בסוויפ על ידי הגדרת סיביות 10 ו-9 באוגר הבקרה. ה-peak to peak voltage צריך להיות מוגדר כראוי ביחס למבחן העכבה. זאת כדי למנוע את הפעולה הפנימיתamps מניסיון לספק פלט כרךtage או זרם מעבר ליכולתם המרבית. מומלץ כי בעת שימוש בנגד משוב 20 אוהם להגדיר את שיא לשיא ווליוםtage ל-200mV או 400mV וכאשר משתמשים בנגד המשוב של 100K-ohm, הגדר את שיא לשיא ווליוםtage ב-1V.
לאחר שהמעגל נרגש, לוקח קצת זמן להגיע למצבו היציב. ניתן לתכנת זמן התייצבות עבור כל נקודה בסוויפ התדרים על ידי כתיבת ערך לרשום כתובות 0x8A ו-0x8B. ערך זה מייצג את מספר תקופות תדר המוצא שהממיר האנלוגי לדיגיטלי יתעלם מהם לפני שהוא מתחילampמחזיק את תגובת התדר. (ראה טבלה 2 לרשימה של אוגרים והפרמטרים המתאימים להם.)
| כתובת רישום | פָּרָמֶטֶר |
| 0x80, 0x81 | אוגר בקרה (Bit-10 ו-Bit-9 מוגדרים peak-to-peak voltage עבור תדר הפלט). |
| 0x82, 0x83, 0x84 | תדר התחלה (הרץ) |
| 0x85, 0x86, 0x87 | תוספת לכל צעד (הרץ) |
| 0x88, 0x89 | מספר שלבים בסוויפ |
| 0x8A, 0x8B | זמן הגדרה (מספר תקופות תדר הפלט) |
אתה יכול לחשב את המילה של 24 סיביות לאחסון בכתובות האוגר עבור פרמטרי ההתחלה והתוספת לכל שלב באמצעות משוואות קוד תדר ההתחלה ומשוואות קוד תוספת התדר שלהלן. אתה יכול גם למצוא את המשוואות הללו ומידע נוסף בגיליון הנתונים של AD5933.
לאחר שהגדרת את הפרמטרים האלה, בצע את השלבים הבאים כדי להתחיל את סיווג התדרים (בפרפראזה מגיליון הנתונים של AD5933):
- היכנס למצב המתנה על ידי שליחת פקודת ההמתנה לאוגר הבקרה.
- היכנס למצב האתחול על ידי שליחת פקודת אתחול עם תדירות התחלה לאוגר הבקרה.
זה מאפשר למעגל הנמדד להגיע למצב היציב שלו. - התחל את סריקת התדרים על ידי שליחת פקודת התחלת סוויפ התדרים לאוגר הבקרה.
1.4 חישובי עכבה
הממיר האנלוגי לדיגיטלי sampמורידה את תגובת התדר מעכבות לא ידועות בקצב של עד 1MSPS ברזולוציית 12 סיביות עבור כל נקודה בסוויפ התדרים. לפני אחסון המדידות, ה-PmodIA מבצע טרנספורמציה פורייה דיסקרטית (DFT) על ה-sampנתוני led (1,024 שניותamples עבור כל שלב תדר). שני רגיסטרים מאחסנים את תוצאת ה-DFT: ה-Real Register, וה-Imaginary Register.
עכבה חשמלית מכילה מספרים ממשיים ודמיוניים כאחד. בצורה קרטזית, אתה יכול לבטא עכבה עם המשוואה:
z = אמיתי + j ∗דמיוני
איפה אמיתי הוא המרכיב האמיתי, דמיוני הוא הרכיב הדמיוני, ו? הוא מספר דמיוני (שווה ערך ל-i = √−1, במתמטיקה). אתה יכול גם לייצג עכבה בצורה קוטבית:
עכבה = |z|∠θ
איפה |Z| הוא הגודל ו∠θ הוא זווית הפאזה:
ה-PmodIA אינו מבצע חישובים כלשהם. לאחר כל DFT, התקן הראשי חייב לקרוא את הערכים ברישום האמיתי והדמיוני.
על מנת לחשב את העכבה האמיתית, עליך לקחת בחשבון את הרווח. אתה יכול למצוא אקסampחישוב גורם הרווח בגיליון הנתונים AD9533.
1.5 קריאות טמפרטורה
ל-PmodIA יש חיישן טמפרטורה עצמאי של 13 סיביות לניטור טמפרטורת המכשיר. אנא עיין בגיליון הנתונים AD5933 למידע נוסף על שליטה במודול זה.
1.6 רישום כתובות
לגליון הנתונים AD5933 יש טבלה מלאה של כתובות רישום.
מימדים פיזיים
הפינים בכותרת הסיכה מרוחקים 100 מיליליטר זה מזה. אורכו של ה-PCB הוא 1.6 אינץ' בצדדים המקבילים לפינים בכותרת הפין ואורך 0.8 אינצ'ים בצדדים המאונכים לראש הסיכה.
הורד מ Arrow.com.
זכויות יוצרים Digilent, Inc. כל הזכויות שמורות.
שמות מוצרים וחברות אחרים המוזכרים עשויים להיות סימנים מסחריים של בעליהם בהתאמה.
1300 הנלי קורט
פולמן, WA 99163
509.334.6306
www.digilentinc.com
מסמכים / משאבים
 |
DIGILENT PmodIA עם לוחות מיקרו-בקר שעון חיצוניים [pdfמדריך למשתמש PmodIA עם לוחות מיקרו-בקר שעון חיצוניים, PmodIA, עם לוחות מיקרו-בקר שעון חיצוניים, לוחות מיקרו-בקר שעון חיצוניים, לוחות מיקרו-בקר לשעון, לוחות מיקרו-בקר, לוחות |