Referenčná príručka PmodIA™
Upravené 15. apríla 2016
Táto príručka platí pre PmodIA rev. A
Koniecview
PmodIA je analyzátor impedancie postavený na 5933-bitovom sieťovom analyzátore impedančného prevodníka Analog Devices AD12.
Medzi vlastnosti patrí:
- Impedančný analyzátor s 12-bitovým impedančným prevodníkom
- Merajte hodnoty impedancie v rozsahu od 100 Ω do 10 MΩ.
- Programovateľné frekvenčné rozmietanie
- Programovateľný zisk ampživšie
- Voliteľné externé generovanie hodín
- Malá veľkosť PCB pre flexibilné dizajny 1.6 palca × 0.8 palca (4.1 cm × 2.0 cm)
- 2×4-pinový port s rozhraním I²C
- Vyhovuje špecifikácii rozhrania Digilent
- Knižnica a bývampkód dostupný v centre zdrojov
The PmodIA.
Popis funkcie
PmodIA využíva Analog Devices AD5933 s jeho zabudovaným frekvenčným generátorom a analógovo-digitálnym prevodníkom (ADC), aby bolo možné vybudiť externú neznámu impedanciu na známej frekvencii. Táto známa frekvencia sa vysiela cez jeden z konektorov SMA. Frekvenčná odozva je zachytená druhým konektorom SMA a odoslaná do ADC a diskrétna Fourierova transformácia (DFT) sa vykoná na sampled dáta, ukladanie reálnych a imaginárnych častí riešenia do dátových registrov na čipe. Z týchto dvoch dátových slov možno vypočítať veľkosť neznámej impedancie, ako aj relatívnu fázu impedancie v každom bode generovaného frekvenčného rozmietania.
1.1 Rozhranie I² C
PmodIA funguje ako slave zariadenie využívajúce komunikačný protokol I² C. Štandard rozhrania I² C používa dve signálne linky. Toto sú údaje I² C a hodiny I² C. Tieto signály sa mapujú na sériové dáta (SDA) a sériové hodiny (SCL) na PmodIA. (Pozri tabuľku 1.) Nasledujúce pokyny vysvetľujú, ako čítať a zapisovať do zariadenia.
Pri zápise do PmodIA musíte zvážiť dva protokoly: bajt zápisu/príkazový bajt a zápis bloku. Zápis jedného bajtu z mastera do slave vyžaduje, aby master inicioval štartovaciu podmienku a poslal 7-bitovú slave adresu. Ak chcete úspešne zapisovať do podriadeného zariadenia, musíte podržať bit čítania/zápisu na nízkej úrovni. PmodIA by mal pri spustení nastaviť adresu slave na 0001101 (0x0D). Potom, čo podriadená jednotka potvrdí svoju adresu, musí master poslať adresu registra, do ktorého chce zapisovať. Keď podriadená jednotka potvrdí prijatie tejto adresy, nadriadená jednotka odošle jeden dátový bajt, ktorý by podriadená jednotka mala potvrdiť návratovým bitom. Master by mal potom vydať podmienku zastavenia.
Tento protokol môžete použiť aj na nastavenie ukazovateľa na adresu registra. Po odoslaní adresy podriadeného zariadenia a bitu zápisu a po odpovedi podriadeného zariadenia potvrdzovacím bitom master vyšle bajt príkazu ukazovateľa (10110000 alebo 0xB0). Podriadená jednotka potvrdí bit na potvrdenie a potom master pošle adresu registra, na ktorý má v pamäti ukázať. Keď zariadenie nabudúce načíta alebo zapíše údaje do registra, uskutoční sa na tejto adrese.
Poznámka: Ukazovateľ musí byť nastavený pred použitím protokolov blokového zápisu alebo blokového čítania.
Protokol zápisu bloku môžete vykonať podobným spôsobom ako nastavenie ukazovateľa. Pošlite príkaz na zápis bloku (10100000 alebo 0xA0) namiesto príkazu ukazovateľa a počet odosielaných bajtov (reprezentovaný ako bajt) nahradí adresu registra, pričom nasledujúce dátové bajty budú indexované nulou. Pri čítaní údajov z PmodIA používajte rovnaké dva protokoly: príjem bajtu a čítanie bloku.
| Konektor J1 – Komunikácia I² C | ||
| Pin | Signál | Popis |
| 1, 2 | SCL | I² C hodiny |
| 3, 4 | SDA | Údaje I² C |
| 5, 6 | GND | Napájanie Zem |
| 7, 8 | VCC | Napájanie (3.3V/5V) |
1.2 Zdroj hodín
PmodIA má vnútorný oscilátor, ktorý generuje hodiny 16.776 MHz na chod zariadenia. Externé hodiny môžete použiť načítaním IC4 na PmodIA a nastavením bitu 3 v riadiacom registri (adresa registra 0x80 a 0x81).
Schéma PmodIA poskytuje zoznam odporúčaných oscilátorov. Schéma je dostupná na produktovej stránke PmodIA na adrese www.digilentinc.com.
1.3 Nastavenie frekvenčného rozmietania
Elektrická impedancia, , obvodu sa môže meniť v rozsahu frekvencií. PmodIA vám umožňuje jednoducho nastaviť frekvenčné rozmietanie na nájdenie impedančných charakteristík obvodu. Najprv musíte nastaviť rozhranie I² C medzi hostiteľskou doskou a PmodIA. PmodIA vyžaduje tri informácie na vykonanie frekvenčného rozmietania: počiatočnú frekvenciu, počet krokov v rozmietaní a prírastok frekvencie po každom kroku. Parametre počiatočnej frekvencie a prírastku na krok sú uložené ako 24-bitové slová. Parameter počtu krokov je uložený ako 9-bitové slovo.
Môžete naprogramovať objem od špičky po špičkutage výstupnej frekvencie v rozmietaní nastavením bitov 10 a 9 v riadiacom registri. Vrchol k vrcholu objtage je potrebné vhodne nastaviť vo vzťahu k testu impedancie. Je to preto, aby sa predišlo interným operáciámamps od pokusu o dodanie výstupného objtage alebo prúd nad ich maximálnu kapacitu. Odporúča sa, aby sa pri použití 20-ohmového spätnoväzbového odporu na nastavenie maximálneho až maximálneho objemutage buď na 200 mV alebo 400 mV a pri použití 100K-ohmového spätnoväzbového odporu nastavte špičku na špičku obj.tage pri 1V.
Akonáhle je okruh vzrušený, trvá nejaký čas, kým dosiahne svoj ustálený stav. Môžete naprogramovať čas ustálenia pre každý bod frekvenčného rozmietania zapísaním hodnoty do registra adries 0x8A a 0x8B. Táto hodnota predstavuje počet periód výstupnej frekvencie, ktoré bude analógovo-digitálny prevodník ignorovať pred spustením sampling frekvenčnej odozvy. (Zoznam registrov a ich zodpovedajúce parametre nájdete v tabuľke 2.)
| Registrovať adresu | Parameter |
| 0x80, 0x81 | Riadiaci register (Bit-10 a Bit-9 nastavujú medzi špičkami objtage pre výstupnú frekvenciu). |
| 0x82, 0x83, 0x84 | Počiatočná frekvencia (Hz) |
| 0x85, 0x86, 0x87 | Prírastok na krok (Hz) |
| 0x88, 0x89 | Počet krokov v pohybe |
| 0x8A, 0x8B | Čas ustálenia (počet periód výstupnej frekvencie) |
Môžete vypočítať 24-bitové slovo, ktoré sa má uložiť do adries registra pre parametre počiatočnej frekvencie a prírastku na krok pomocou rovníc kódu počiatočnej frekvencie a kódu prírastku frekvencie nižšie. Tieto rovnice a ďalšie informácie nájdete aj v údajovom liste AD5933.
Po nastavení týchto parametrov vykonajte nasledujúce kroky na spustenie frekvenčného rozmietania (parafrázované z údajového listu AD5933):
- Vstúpte do pohotovostného režimu odoslaním príkazu standby do riadiaceho registra.
- Vstúpte do režimu inicializácie odoslaním príkazu inicializácia so štartovacou frekvenciou do riadiaceho registra.
To umožňuje, aby meraný okruh dosiahol svoj ustálený stav. - Spustite rozmietanie frekvencie odoslaním príkazu rozmietania spustenej frekvencie do riadiaceho registra.
1.4 Výpočty impedancie
Analógovo-digitálny prevodník sampmínus frekvenčná odozva od neznámych impedancií až do 1MSPS s 12-bitovým rozlíšením pre každý bod frekvenčného rozmietania. Pred uložením meraní PmodIA vykoná diskrétnu Fourierovu transformáciu (DFT) na sampled dáta (1,024 XNUMX samplesov pre každý frekvenčný krok). Výsledky DFT uchovávajú dva registre: skutočný register a imaginárny register.
Elektrická impedancia obsahuje reálne aj imaginárne čísla. V karteziánskej forme môžete impedanciu vyjadriť pomocou rovnice:
z = skutočné + j ∗imaginárne
Kde Real je reálna zložka, Imaginárna je imaginárna zložka a ? je imaginárne číslo (v matematike ekvivalentné i = √−1). Impedanciu môžete tiež reprezentovať v polárnej forme:
Impedancia = |z|∠θ
Kde |Z| je veľkosť a ∠θ je fázový uhol:
PmodIA nevykonáva žiadne výpočty. Po každom DFT musí hlavné zariadenie prečítať hodnoty v registroch Real a Imaginary.
Ak chcete vypočítať skutočnú impedanciu, musíte vziať do úvahy zisk. Môžete nájsť bývaléhoample výpočet faktora zisku v údajovom liste AD9533.
1.5 Údaje o teplote
PmodIA má samostatný 13-bitový snímač teploty na monitorovanie teploty zariadenia. Viac informácií o ovládaní tohto modulu nájdete v údajovom liste AD5933.
1.6 Registrácia adries
Údajový list AD5933 má kompletnú tabuľku adries registrov.
Fyzické rozmery
Kolíky na hlavičke kolíkov sú od seba vzdialené 100 mil. PCB má dĺžku 1.6 palca na stranách rovnobežných s kolíkmi na hlavičke kolíkov a 0.8 palca na stranách kolmých na hlavičku kolíkov.
Stiahnuté z Arrow.com.
Copyright Digilent, Inc. Všetky práva vyhradené.
Ostatné uvedené názvy produktov a spoločností môžu byť ochrannými známkami ich príslušných vlastníkov.
1300 Henley Court
Pullman, WA 99163
509.334.6306
www.digilentinc.com
Dokumenty / zdroje
 |
DIGILENT PmodIA s doskami mikrokontroléra externých hodín [pdfPoužívateľská príručka PmodIA s doskami externého mikrokontroléra s hodinami, PmodIA, s doskami mikrokontroléra s externými hodinami, doskami mikrokontroléra s externými hodinami, doskami mikrokontroléra s hodinami, doskami mikrokontroléra, dosky |