Manual de referință PmodIA™
Revizuit la 15 aprilie 2016
Acest manual se aplică pentru PmodIA rev. A
Pesteview
PmodIA este un analizor de impedanță construit în jurul analizorului de rețea cu convertizor de impedanță pe 5933 biți Analog Devices AD12.
Caracteristicile includ:
- Analizor de impedanță cu convertor de impedanță de 12 biți
- Măsurați valori de impedanță cuprinse între 100Ω și 10 MΩ.
- Măturare de frecvență programabilă
- Câștig programabil ampmai în viață
- Generare externă opțională a ceasului
- Dimensiune mică PCB pentru modele flexibile 1.6 in × 0.8 in (4.1 cm × 2.0 cm)
- Port 2×4 pini cu interfață I²C
- Respectă specificațiile pentru interfața Digilent
- Biblioteca și exampcodul disponibil în centrul de resurse
PmodIA.
Descrierea funcțională
PmodIA utilizează Analog Devices AD5933 cu generatorul de frecvență și convertorul analog-digital (ADC) integrat pentru a putea excita o impedanță externă necunoscută la o frecvență cunoscută. Această frecvență cunoscută este trimisă printr-unul dintre conectorii SMA. Răspunsul în frecvență este captat de celălalt conector SMA și trimis la ADC și o transformată Fourier discretă (DFT) este efectuată pe sampdate led, stocând părțile reale și imaginare ale soluției în registrele de date pe cip. Mărimea impedanței necunoscute, precum și faza relativă a impedanței în fiecare punct din frecvența generată pot fi calculate din aceste două cuvinte de date.
1.1 Interfață I² C
PmodIA acționează ca un dispozitiv slave folosind protocolul de comunicare I² C. Standardul de interfață I² C utilizează două linii de semnal. Acestea sunt date I² C și ceas I² C. Aceste semnale se mapează la datele seriale (SDA) și, respectiv, la ceasul serial (SCL) pe PmodIA. (Consultați Tabelul 1.) Următoarele instrucțiuni explică cum să citiți și să scrieți pe dispozitiv.
Trebuie să luați în considerare două protocoale atunci când scrieți pe PmodIA: octetul de scriere/octetul de comandă și scrierea în bloc. Scrierea unui singur octet de la master la slave necesită ca masterul să inițieze o condiție de pornire și să trimită adresa slave de 7 biți. Trebuie să țineți bitul de citire/scriere la un nivel scăzut pentru a scrie cu succes pe dispozitivul slave. PmodIA ar trebui să seteze adresa slave ca 0001101 (0x0D) la pornire. După ce slave își confirmă adresa, masterul trebuie să trimită adresa registrului în care dorește să scrie. Odată ce slave confirmă primirea acestei adrese, masterul va trimite un singur octet de date pe care slave ar trebui să-l confirme cu un bit returnat. Maestrul ar trebui apoi să emită o condiție de oprire.
De asemenea, puteți utiliza acest protocol pentru a seta un pointer pentru o adresă de registru. După ce masterul trimite adresa slave și bitul de scriere, iar slave răspunde cu un bit de confirmare, masterul trimite un byte de comandă pointer (10110000, sau, 0xB0). Sclavul va afirma un bit de confirmare și apoi masterul va trimite adresa registrului către care să fie indicată în memorie. Data viitoare când dispozitivul citește sau scrie date într-un registru, va apărea la această adresă.
Nota: Pointerul trebuie setat înainte de a utiliza protocoalele de scriere bloc sau citire bloc.
Puteți efectua un protocol de scriere bloc într-un mod similar cu setarea unui pointer. Trimiteți comanda de scriere bloc (10100000, sau, 0xA0) în locul comenzii pointer, iar numărul de octeți trimiși (reprezentat ca un octet) va lua locul adresei de registru, octeții de date ulterioare fiind indexați la zero. Utilizați aceleași două protocoale atunci când citiți date din PmodIA: primiți octeți și blocați citirea.
| Conector J1 – Comunicații I² C | ||
| Pin | Semnal | Descriere |
| 1, 2 | SCL | Ceasul I² |
| 3, 4 | SDA | Date I² C |
| 5, 6 | GND | Sursa de alimentare Masa |
| 7, 8 | VCC | Alimentare (3.3V/5V) |
1.2 Sursa ceasului
PmodIA are un oscilator intern care generează un ceas de 16.776 MHz pentru a rula dispozitivul. Puteți utiliza un ceas extern încărcând IC4 pe PmodIA și setând bitul 3 în registrul de control (adresa de registru 0x80 și 0x81).
Schema PmodIA oferă o listă de oscilatoare recomandate. Schema este disponibilă pe pagina produsului PmodIA la www.digilentinc.com.
1.3 Configurarea unei baleri de frecvență
Impedanța electrică, ?, a unui circuit poate varia într-o gamă de frecvențe. PmodIA vă permite să configurați cu ușurință o frecvență pentru a găsi caracteristicile de impedanță ale unui circuit. În primul rând, trebuie să configurați o interfață I² C între placa gazdă și PmodIA. PmodIA necesită trei informații pentru a efectua o măsurare de frecvență: o frecvență de pornire, numărul de pași în măturare și creșterea de frecvență după fiecare pas. Frecvența de pornire și parametrii de increment per pas sunt stocați ca cuvinte de 24 de biți. Parametrul numărului de pași este stocat ca un cuvânt de 9 biți.
Puteți programa volumul de la vârf la vârftage a frecvenței de ieșire în sweep prin setarea biților 10 și 9 în registrul de control. De vârf în vârf voltage trebuie setat corespunzător în raport cu testul de impedanță. Acest lucru este pentru a evita op-amps din încercarea de a livra un volum de ieșiretage sau curent peste capacitatea lor maximă. Se recomandă ca atunci când utilizați rezistența de feedback de 20 ohmi să setați volumul de vârf la vârftage la 200mV sau 400mV și atunci când utilizați rezistența de feedback de 100K-ohmi, setați vârful la volumul de vârftage la 1V.
Odată ce circuitul a fost excitat, este nevoie de ceva timp pentru a ajunge la starea de echilibru. Puteți programa un timp de stabilire pentru fiecare punct din măsurarea frecvenței scriind o valoare pentru a înregistra adresele 0x8A și 0x8B. Această valoare reprezintă numărul de perioade de frecvență de ieșire pe care convertorul analog-digital le va ignora înainte de a începe sampling răspunsul în frecvență. (Consultați Tabelul 2 pentru o listă de registre și parametrii corespunzători acestora.)
| Adresă de înregistrare | Parametru |
| 0x80, 0x81 | Registrul de control (Bit-10 și Bit-9 setați volumul vârf-la-vârftage pentru frecvența de ieșire). |
| 0x82, 0x83, 0x84 | Frecvența de pornire (Hz) |
| 0x85, 0x86, 0x87 | Creștere pe pas (Hz) |
| 0x88, 0x89 | Numărul de pași în măturare |
| 0x8A, 0x8B | Timp de stabilire (număr de perioade de frecvență de ieșire) |
Puteți calcula cuvântul de 24 de biți de stocat la adresele de registru pentru frecvența de pornire și parametrii de increment pe pas utilizând codul de frecvență de pornire și ecuațiile codului de increment de frecvență de mai jos. De asemenea, puteți găsi aceste ecuații și mai multe informații în fișa de date AD5933.
Odată ce ați setat acești parametri, efectuați următorii pași pentru a începe măsurarea frecvenței (parafrazată din fișa de date AD5933):
- Intrați în modul de așteptare trimițând comanda de așteptare către registrul de control.
- Intrați în modul de inițializare trimițând o comandă de inițializare cu frecvență de pornire către registrul de control.
Acest lucru permite circuitului măsurat să atingă starea de echilibru. - Porniți scanarea frecvenței trimițând comanda de pornire a frecvenței la registrul de control.
1.4 Calcule de impedanță
Convertorul analog-digital sampRăspunsul în frecvență de la impedanțe necunoscute la până la 1MSPS cu rezoluție de 12 biți pentru fiecare punct din frecvența de măsurare. Înainte de stocarea măsurătorilor, PmodIA efectuează o transformată Fourier discretă (DFT) pe sampdate LED (1,024 sampfișiere pentru fiecare pas de frecvență). Două registre stochează rezultatul DFT: Registrul Real și Registrul Imaginar.
Impedanța electrică conține atât numere reale, cât și numere imaginare. În formă carteziană, puteți exprima impedanța cu ecuația:
z = Real + j ∗Imaginar
Unde Real este componenta reală, Imaginar este componenta imaginară și? este un număr imaginar (echivalent cu i = √−1, la matematică). De asemenea, puteți reprezenta impedanța în formă polară:
Impedanta = |z|∠θ
Unde |Z| este mărimea și ∠θ este unghiul de fază:
PmodIA nu efectuează niciun calcul. După fiecare DFT, dispozitivul principal trebuie să citească valorile din registrele Real și Imaginar.
Pentru a calcula impedanța adevărată, trebuie să țineți cont de câștig. Puteți găsi un exampcalculul factorului de câștig în fișa de date AD9533.
1.5 Citiri de temperatură
PmodIA are un senzor de temperatură autonom, pe 13 biți, pentru a monitoriza temperatura dispozitivului. Vă rugăm să consultați fișa de date AD5933 pentru mai multe informații despre controlul acestui modul.
1.6 Înregistrați adrese
Fișa de date AD5933 are un tabel complet de adrese de registru.
Dimensiuni fizice
Știfturile de pe antetul știftului sunt distanțate la 100 mil. PCB-ul are 1.6 inchi lungime pe laturile paralele cu pinii de pe antetul pinului și 0.8 inchi lungime pe părțile perpendiculare pe capul pinului.
Descărcat de pe Arrow.com.
Drepturi de autor Digilent, Inc. Toate drepturile rezervate.
Alte nume de produse și companii menționate pot fi mărci comerciale ale proprietarilor respectivi.
1300 Henley Court
Pullman, WA 99163
509.334.6306
www.digilentinc.com
Documente/Resurse
 |
PmodIA DIGILENT Cu plăci externe de microcontroler cu ceas [pdfManual de utilizare PmodIA cu plăci pentru microcontroler cu ceas extern, PmodIA, cu plăci pentru microcontroler cu ceas extern, plăci pentru microcontroler cu ceas extern, plăci pentru microcontroler cu ceas, plăci pentru microcontroler, plăci |