PmodIA™ 참조 매뉴얼
15년 2016월 XNUMX일 개정
이 매뉴얼은 PmodIA 개정판에 적용됩니다. ㅏ

위에view

PmodIA는 Analog Devices AD5933 12비트 임피던스 변환기 네트워크 분석기를 기반으로 구축된 임피던스 분석기입니다.특징은 다음과 같습니다.

• 12비트 임피던스 변환기를 갖춘 임피던스 분석기
• 100Ω~10MΩ 범위의 임피던스 값을 측정합니다.
• 프로그래밍 가능 주파수 스윕
• 프로그래밍 가능한 이득 amp리퍼
• 선택적 외부 클록 생성
• 유연한 설계를 위한 작은 PCB 크기 1.6인치 × 0.8인치(4.1cm × 2.0cm)
• I²C 인터페이스가 있는 2×4핀 포트
• Digilent 인터페이스 사양을 따릅니다.
• 도서관과 전amp리소스 센터에서 사용할 수 있는 파일 코드

PmodIA.

기능 설명

PmodIA는 온보드 주파수 발생기 및 아날로그-디지털 변환기(ADC)가 포함된 Analog Devices AD5933을 활용하여 알려진 주파수에서 외부 알려지지 않은 임피던스를 자극할 수 있습니다. 이 알려진 주파수는 SMA 커넥터 중 하나를 통해 전송됩니다. 주파수 응답은 다른 SMA 커넥터에 의해 캡처되어 ADC로 전송되고 s에서 이산 푸리에 변환(DFT)이 수행됩니다.amp온칩 데이터 레지스터에 솔루션의 실수 부분과 허수 부분을 저장하는 LED 데이터. 생성된 주파수 스윕의 각 지점에서 알 수 없는 임피던스의 크기와 임피던스의 상대 위상을 이 두 데이터 단어에서 계산할 수 있습니다.
1.1 I² C 인터페이스
PmodIA는 I² C 통신 프로토콜을 사용하여 슬레이브 장치로 작동합니다. I² C 인터페이스 표준은 두 개의 신호 라인을 사용합니다. I² C 데이터와 I² C 클럭이 있습니다. 이러한 신호는 각각 PmodIA의 직렬 데이터(SDA) 및 직렬 클록(SCL)에 매핑됩니다. (표 1 참조) 다음 지침에서는 장치를 읽고 쓰는 방법을 설명합니다.
PmodIA에 쓸 때 쓰기 바이트/명령 바이트와 블록 쓰기라는 두 가지 프로토콜을 고려해야 합니다. 마스터에서 슬레이브에 단일 바이트를 쓰려면 마스터가 시작 조건을 시작하고 7비트 슬레이브 주소를 보내야 합니다. 슬레이브 장치에 성공적으로 쓰려면 읽기/쓰기 비트를 낮게 유지해야 합니다. PmodIA는 시작 시 슬레이브 주소를 0001101(0x0D)로 설정해야 합니다. 슬레이브가 주소를 확인한 후 마스터는 쓰려는 레지스터의 주소를 보내야 합니다. 슬레이브가 이 주소 수신을 확인하면 마스터는 슬레이브가 반환 비트로 확인해야 하는 단일 데이터 바이트를 보냅니다. 그런 다음 마스터는 중지 조건을 발행해야 합니다.
이 프로토콜을 사용하여 레지스터 주소에 대한 포인터를 설정할 수도 있습니다. 마스터가 슬레이브 주소와 쓰기 비트를 보내고 슬레이브가 확인 비트로 응답한 후 마스터는 포인터 명령 바이트(10110000 또는 0xB0)를 보냅니다. 슬레이브는 승인 비트를 주장하고 마스터는 메모리에서 가리키는 레지스터의 주소를 보냅니다. 다음에 장치가 레지스터에서 데이터를 읽거나 쓸 때 이 주소에서 발생합니다.
메모: 블록 쓰기 또는 블록 읽기 프로토콜을 사용하기 전에 포인터를 설정해야 합니다.
포인터 설정과 비슷한 방식으로 블록 쓰기 프로토콜을 수행할 수 있습니다. 포인터 명령 대신 블록 쓰기 명령(10100000 또는 0xA0)을 보내면 전송되는 바이트 수(바이트로 표시됨)가 레지스터 주소를 대신하고 후속 데이터 바이트는 XNUMX으로 인덱싱됩니다. PmodIA에서 데이터를 읽을 때 동일한 두 프로토콜(수신 바이트 및 블록 읽기)을 사용합니다.

커넥터 J1 – I² C 통신
핀	신호	설명
1, 2	에스씨엘	I² C 클록
3, 4	재림교회	I² C 데이터
5, 6	접지	전원 공급 장치 접지
7, 8	(주)비씨씨	전원 공급 장치(3.3V/5V)

1.2 클럭 소스
PmodIA에는 장치를 실행하기 위해 16.776MHz 클록을 생성하는 내부 발진기가 있습니다. PmodIA에 IC4를 로드하고 제어 레지스터(레지스터 주소 3x0 및 80x0)에서 비트 81을 설정하여 외부 클럭을 사용할 수 있습니다.
PmodIA 회로도는 권장 발진기 목록을 제공합니다. 회로도는 다음 PmodIA 제품 페이지에서 확인할 수 있습니다. www.digilentinc.com.
1.3 주파수 스윕 설정
회로의 전기 임피던스 τ는 주파수 범위에 따라 달라질 수 있습니다. PmodIA를 사용하면 주파수 스윕을 쉽게 설정하여 회로의 임피던스 특성을 찾을 수 있습니다. 먼저 호스트 보드와 PmodIA 사이에 I² C 인터페이스를 설정해야 합니다. PmodIA는 주파수 스윕을 수행하기 위해 세 가지 정보, 즉 시작 주파수, 스윕 단계 수, 각 단계 이후의 주파수 증가분 정보가 필요합니다. 시작 주파수와 단계당 증분 매개변수는 24비트 워드로 저장됩니다. 단계 수 매개변수는 9비트 워드로 저장됩니다.
피크 대 피크 볼륨을 프로그래밍할 수 있습니다.tag제어 레지스터의 비트 10과 9를 설정하여 스윕의 출력 주파수 e를 지정합니다. 피크 대 피크 볼륨tage는 임피던스 테스트와 관련하여 적절하게 설정되어야 합니다. 이는 내부공격을 피하기 위한 것이다.amp출력 볼륨을 전달하려는 시도에서tage 또는 전류가 최대 용량을 초과합니다. 20옴 피드백 저항을 사용하여 피크 대 피크 볼륨을 설정하는 것이 좋습니다.tage를 200mV 또는 400mV로 설정하고 100KΩ 피드백 저항을 사용하는 경우 피크 대 피크 볼륨을 설정합니다.tage 1V에서.
회로가 자극되면 정상 상태에 도달하는 데 시간이 걸립니다. 레지스터 주소 0x8A 및 0x8B에 값을 기록하여 주파수 스윕의 각 지점에 대한 정착 시간을 프로그래밍할 수 있습니다. 이 값은 아날로그-디지털 변환기가 시작되기 전에 무시할 출력 주파수 기간 수를 나타냅니다.amp주파수 응답을 링합니다. (레지스터 목록과 해당 매개변수는 표 2를 참조하세요.)

등록 주소	매개변수
0x80, 0x81	제어 레지스터(비트-10 및 비트-9는 피크-피크 볼륨을 설정함)tage는 출력 주파수의 경우).
0x82, 0x83, 0x84	시작 주파수(Hz)
0x85, 0x86, 0x87	단계당 증분(Hz)
0x88, 0x89	스윕 단계 수
0x8A, 0x8B	정착 시간(출력 주파수 주기 수)

아래의 시작 주파수 코드 및 주파수 증분 코드 방정식을 사용하여 시작 주파수 및 단계당 증분 매개변수에 대한 레지스터 주소에 저장할 24비트 워드를 계산할 수 있습니다. AD5933 데이터 시트에서도 이러한 방정식과 자세한 정보를 확인할 수 있습니다.

이러한 매개변수를 설정한 후 다음 단계를 수행하여 주파수 스윕을 시작하십시오(AD5933 데이터 시트에서 설명).

1. 제어 레지스터에 대기 명령을 전송하여 대기 모드로 들어갑니다.
2. 시작 주파수 명령으로 초기화를 제어 레지스터에 전송하여 초기화 모드로 들어갑니다.
   이를 통해 측정 중인 회로가 정상 상태에 도달할 수 있습니다.
3. 제어 레지스터에 시작 주파수 스윕 명령을 전송하여 주파수 스윕을 시작합니다.

1.4 임피던스 계산
아날로그-디지털 변환기amp주파수 스윕의 모든 지점에 대해 1비트 분해능으로 최대 12MSPS에서 알 수 없는 임피던스로부터의 주파수 응답을 생성합니다. 측정값을 저장하기 전에 PmodIA는 s에서 이산 푸리에 변환(DFT)을 수행합니다.ampLED 데이터(1,024초amp각 주파수 단계에 대한 파일). 두 개의 레지스터(실제 레지스터와 가상 레지스터)에 DFT 결과가 저장됩니다.
전기 임피던스에는 실수와 허수가 모두 포함됩니다. 데카르트 형식에서는 다음 방정식으로 임피던스를 표현할 수 있습니다.

z = 실수 + j *허수

여기서 Real은 실수 구성요소이고 Imaginary는 허수 구성요소이며 ? 는 허수입니다(수학에서 i = √−1과 동일). 극성 형식으로 임피던스를 나타낼 수도 있습니다.

임피던스 = |z|∠θ

어디 |Z| 는 크기이고 ∠θ는 위상각입니다.

PmodIA는 계산을 수행하지 않습니다. 각 DFT 후에 마스터 장치는 실수 및 상상 레지스터의 값을 읽어야 합니다.
실제 임피던스를 계산하려면 이득을 고려해야 합니다. 전 애인을 찾을 수 있어요ampAD9533 데이터 시트의 이득 계수 계산.
1.5 온도 판독값
PmodIA에는 장치 온도를 모니터링하는 독립형 13비트 온도 센서가 있습니다. 이 모듈 제어에 대한 자세한 내용은 AD5933 데이터 시트를 참조하십시오.
1.6 레지스터 주소
AD5933 데이터 시트에는 완전한 레지스터 주소 테이블이 있습니다.

물리적 차원

핀 헤더의 핀 간격은 100mil입니다. PCB는 핀 헤더의 핀과 평행한 측면에서 길이가 1.6인치이고 핀 헤더에 수직인 측면에서 길이가 0.8인치입니다.

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509.334.6306
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문서 / 리소스

외부 클록 마이크로컨트롤러 보드를 갖춘 DIGILENT PmodIA [PDF 파일] 사용자 매뉴얼 외부 클록 마이크로컨트롤러 보드가 있는 PmodIA, 외부 클록 마이크로컨트롤러 보드가 있는 PmodIA, 외부 클록 마이크로컨트롤러 보드, 클록 마이크로컨트롤러 보드, 마이크로컨트롤러 보드, 보드

참고문헌

• 사용자 설명서