Референтен прирачник PmodIA™
Ревидирано на 15 април 2016 година
Овој прирачник се однесува на PmodIA rev. А

Во текот наview

PmodIA е анализатор на импеданса изграден околу мрежен анализатор на 5933-битен конвертор на импеданса на аналогни уреди AD12.Карактеристиките вклучуваат:

• Анализатор на импеданса со 12-битен конвертор на импеданса
• Измерете ги вредностите на импедансата кои се движат од 100Ω до 10 MΩ.
• Програмирачко чистење на фреквенцијата
• Програмабилна добивка ampживописен
• Изборно генерирање на надворешен часовник
• Мала големина на ПХБ за флексибилни дизајни 1.6 инчи × 0.8 инчи (4.1 см × 2.0 см)
• 2×4-пински порт со интерфејс I²C
• Ја следи спецификацијата за вреден интерфејс
• Библиотека и прampДостапен е код во ресурсниот центар

PmodIA.

Функционален опис

PmodIA користи аналогни уреди AD5933 со својот вграден генератор на фреквенција и аналогно-дигитален конвертор (ADC) за да може да возбуди надворешна непозната импеданса на позната фреквенција. Оваа позната фреквенција се испраќа преку еден од SMA конекторите. Одговорот на фреквенцијата е фатен од другиот SMA конектор и се испраќа до ADC и се изведува дискретна Фуриеова трансформација (DFT) на sampled податоци, складирање на реалните и имагинарните делови од решението во регистрите на податоци на чипот. Големината на непознатата импеданса, како и релативната фаза на импедансата во секоја точка во генерираната фреквенција може да се пресметаат од овие два збора на податоци.
1.1 I² C интерфејс
PmodIA делува како slave уред користејќи I² C комуникациски протокол. Стандардот за интерфејс I² C користи две сигнални линии. Тоа се I² C податоци и I² C часовник. Овие сигнали се мапираат на сериските податоци (SDA) и серискиот часовник (SCL) соодветно на PmodIA. (Видете Табела 1.) Следниве упатства објаснуваат како да читате и пишувате на уредот.
Мора да земете во предвид два протоколи кога пишувате во PmodIA: бајт за пишување/команда и блок за пишување. Запишувањето на еден бајт од господарот до slave бара господарот да иницира почетна состојба и да ја испрати 7-битната slave адреса. Мора да го држите битот за читање/запишување на ниско ниво за успешно пишување на slave-уредот. PmodIA треба да ја постави slave адресата како 0001101 (0x0D) при стартување. Откако робот ќе ја потврди својата адреса, господарот мора да ја испрати адресата на регистарот на кој сака да му запише. Откако slave ќе го потврди приемот на оваа адреса, господарот ќе испрати еден податочен бајт што slave треба да го потврди со повратен бит. Господарот потоа треба да издаде услов за стопирање.
Можете исто така да го користите овој протокол за да поставите покажувач за адреса на регистарот. Откако господарот ќе ја испрати slave адресата и битот за пишување, а slave одговара со бит за потврда, господарот испраќа команден бајт за покажувачот (10110000, или, 0xB0). Slave ќе постави бит за потврда и потоа господарот ќе ја испрати адресата на регистарот за да покаже во меморијата. Следниот пат кога уредот чита од или запишува податоци во регистар, тоа ќе се појави на оваа адреса.
Забелешка: Покажувачот мора да се постави пред да се користат протоколи за запишување или блок читање.
Може да извршите протокол за запишување блок на сличен начин како и поставувањето покажувач. Испратете ја командата за запишување блок (10100000, или, 0xA0) на местото на командата со покажувачот, а бројот на бајти што се испраќаат (претставен како бајт) ќе го заземе местото на адресата на регистарот, а следните бајти на податоци ќе бидат индексирани нула. Користете ги истите два протоколи кога читате податоци од PmodIA: примајте бајт и блокирајте го читањето.

Конектор J1 – I² C Комуникации
Пин	Сигнал	Опис
1, 2	SCL	I² C часовник
3, 4	СДА	I² C податоци
5, 6	ГНД	Напојување Земјата
7, 8	VCC	Напојување (3.3V/5V)

1.2 Извор на часовник
PmodIA има внатрешен осцилатор кој генерира часовник од 16.776 MHz за да го стартува уредот. Можете да користите надворешен часовник со вчитување на IC4 на PmodIA и поставување на бит 3 во контролниот регистар (регистрирајте ја адресата 0x80 и 0x81).
Шемата PmodIA обезбедува листа на препорачани осцилатори. Шемата е достапна од страната на производот PmodIA на www.digilentinc.com.
1.3 Поставување фреквентно чистење
Електричната импеданса, ?, на колото може да варира во опсег на фреквенции. PmodIA ви овозможува лесно да поставите фреквентно чистење за да ги пронајдете карактеристиките на импедансата на колото. Прво, мора да поставите интерфејс I² C помеѓу таблата на домаќинот и PmodIA. PmodIA бара три информации за да се изврши мерење на фреквенцијата: почетна фреквенција, број на чекори во чистењето и зголемување на фреквенцијата по секој чекор. Почетната фреквенција и параметрите за зголемување по чекор се зачувуваат како 24-битни зборови. Параметарот за број на чекори е зачуван како 9-битен збор.
Можете да програмирате врв до врв voltage од излезната фреквенција во бришењето со поставување на битови 10 и 9 во контролниот регистар. Врв до врв волtage треба да се постави соодветно во однос на тестот за импеданса. Ова е за да се избегне внатрешната оп-amps од обидот да се испорача излез voltage или струја над нивната максимална способност. Се препорачува кога користите отпорник за повратни информации од 20 оми да го поставите врвот на максимална јачинаtage на 200mV или 400mV и кога користите отпорник за повратна информација од 100K-ohm, поставете го врвот на врвна јачинаtage на 1V.
Штом колото ќе се возбуди, потребно е извесно време да ја достигне својата стабилна состојба. Можете да програмирате време на таложење за секоја точка во фреквентното мерење со пишување вредност за регистрирање на адресите 0x8A и 0x8B. Оваа вредност го претставува бројот на периоди на излезна фреквенција што аналогно-дигиталниот конвертор ќе ги игнорира пред да започне.ampлинг фреквентниот одговор. (Видете Табела 2 за список на регистри и нивните соодветни параметри.)

Регистрирајте адреса	Параметар
0x80, 0x81	Контролен регистер (Bit-10 и Bit-9 постави врв до врв voltage за излезната фреквенција).
0x82, 0x83, 0x84	Почетна фреквенција (Hz)
0x85, 0x86, 0x87	Зголемување по чекор (Hz)
0x88, 0x89	Број на чекори во чистењето
0x8A, 0x8B	Време на смирување (Број на периоди на излезна фреквенција)

Можете да го пресметате 24-битниот збор за складирање на адресите на регистерот за параметрите за почетна фреквенција и зголемување по чекор користејќи ги равенките на кодот за почетна фреквенција и кодот за зголемување на фреквенцијата подолу. Овие равенки и повеќе информации можете да ги најдете и во листот со податоци AD5933.

Откако ќе ги поставите овие параметри, направете ги следните чекори за да го започнете мерењето на фреквенцијата (парафразирано од листот со податоци AD5933):

1. Влезете во режим на подготвеност со испраќање на командата за чекање до контролниот регистар.
2. Влезете во режимот за иницијализирање со испраќање на команда за иницијализирање со почетна фреквенција до контролниот регистар.
   Ова му овозможува на колото што се мери да ја достигне својата стабилна состојба.
3. Започнете го мерењето на фреквенцијата со испраќање на командата за бришење на почетна фреквенција до контролниот регистар.

1.4 Пресметки на импеданса
Аналогно-дигитален конвертор sampГо намалува фреквентниот одговор од непознати импеданси до 1MSPS со 12-битна резолуција за секоја точка во фреквенциското движење. Пред да ги зачува мерењата, PmodIA врши Дискретна Фуриеова трансформација (DFT) на sampled податоци (1,024 сamples за секој чекор на фреквенција). Два регистри го складираат резултатот од DFT: вистинскиот регистар и имагинарниот регистар.
Електричната импеданса содржи и реални и имагинарни броеви. Во Декартов форма, можете да изразите импеданса со равенката:

z = Реално + j ∗Имагинарен

Каде што Реално е вистинската компонента, Имагинарното е имагинарната компонента и ? е имагинарен број (еквивалент на i = √−1, во математиката). Можете исто така да ја претставите импедансата во поларна форма:

Импеданса = |z|∠θ

Каде |Z| е големината и ∠θ е фазен агол:

PmodIA не врши никакви пресметки. По секој DFT, главниот уред мора да ги чита вредностите во регистрите Реални и Имагинарни.
За да ја пресметате вистинската импеданса, мора да ја земете предвид добивката. Можете да најдете поранешенampПресметка на факторот на добивка во листот со податоци AD9533.
1.5 Температурни отчитувања
PmodIA има самостоен, 13-битен температурен сензор за следење на температурата на уредот. Ве молиме погледнете го листот со податоци AD5933 за повеќе информации за контролирање на овој модул.
1.6 Регистрирајте адреси
Листот со податоци AD5933 има целосна табела со адреси на регистри.

Физички димензии

Пиновите на заглавието на пиновите се оддалечени 100 мил. ПХБ е долг 1.6 инчи на страните паралелни со пиновите на заглавието на пиновите и 0.8 инчи на страните нормални на заглавието на пиновите.

Преземено од Arrow.com.
Авторски права Digilent, Inc. Сите права се задржани.
Другите споменати имиња на производи и компании може да бидат заштитни знаци на нивните соодветни сопственици.
1300 Хенли суд
Пулман, WA 99163
509.334.6306
www.digilentinc.com

Документи / ресурси

DIGILENT PmodIA со табли за микроконтролер со надворешен часовник [pdf] Упатство за користење PmodIA со надворешни табли за микроконтролер со часовник, PmodIA, со табли за микроконтролер со надворешен часовник, плочи за микроконтролер за надворешни часовници, плочи за микроконтролер со часовник, табли за микроконтролер, табли

Референци

• Упатство за употреба