PmodIA™ Referans Kılavuzu
15 Nisan 2016'da revize edildi
Bu kılavuz PmodIA rev. A için geçerlidir
Üzerindeview
PmodIA, Analog Devices AD5933 12-bit Empedans Dönüştürücü Ağ Analizörü etrafında oluşturulmuş bir empedans analizörüdür.
Özellikleri şunlardır:
- 12 bit empedans dönüştürücülü empedans analizörü
- 100Ω ile 10 MΩ aralığındaki empedans değerlerini ölçün.
- Programlanabilir frekans taraması
- Programlanabilir kazanç ampcankurtaran
- İsteğe bağlı harici saat üretimi
- Esnek tasarımlar için küçük PCB boyutu 1.6 inç × 0.8 inç (4.1 cm × 2.0 cm)
- I²C arayüzlü 2×4-pin port
- Digilent Arayüz Spesifikasyonunu Takip Ediyor
- Kütüphane ve eskiampkaynak merkezinde bulunan dosya kodu
PmodIA.
İşlevsel Açıklama
PmodIA, bilinen bir frekansta harici bilinmeyen bir empedansı uyarabilmek için yerleşik frekans jeneratörü ve analog-dijital dönüştürücüsü (ADC) ile Analog Devices AD5933'ü kullanır. Bu bilinen frekans, SMA konnektörlerinden biri aracılığıyla gönderilir. Frekans tepkisi diğer SMA konnektörü tarafından yakalanır ve ADC'ye gönderilir ve s üzerinde ayrık bir Fourier dönüşümü (DFT) gerçekleştirilir.ampled veri, çözümün gerçek ve sanal kısımlarını çip üzerindeki veri kayıtlarında depolar. Bilinmeyen empedansın büyüklüğü ve üretilen frekans taramasındaki her noktadaki empedansın göreli fazı bu iki veri kelimesinden hesaplanabilir.
1.1 I² C Arayüzü
PmodIA, I² C iletişim protokolünü kullanarak bir köle aygıtı olarak işlev görür. I² C arayüz standardı iki sinyal hattı kullanır. Bunlar I² C verisi ve I² C saatidir. Bu sinyaller sırasıyla PmodIA'daki seri verilere (SDA) ve seri saate (SCL) eşlenir. (Tablo 1'e bakın.) Aşağıdaki talimatlar aygıta nasıl okuma ve yazma yapılacağını açıklar.
PmodIA'ya yazarken iki protokolü göz önünde bulundurmalısınız: yazma baytı/komut baytı ve blok yazma. Ana bilgisayardan köleye tek bir bayt yazmak, ana bilgisayarın bir başlatma koşulu başlatmasını ve 7 bit köle adresini göndermesini gerektirir. Köle aygıta başarılı bir şekilde yazmak için okuma/yazma bitini düşük tutmalısınız. PmodIA, başlatma sırasında köle adresini 0001101 (0x0D) olarak ayarlamalıdır. Köle adresini onayladıktan sonra, ana bilgisayar yazmak istediği kaydın adresini göndermelidir. Köle bu adresi aldığını onayladıktan sonra, ana bilgisayar kölenin bir dönüş bitiyle onaylaması gereken tek bir veri baytı gönderecektir. Daha sonra ana bilgisayar bir durdurma koşulu vermelidir.
Bu protokolü bir kayıt adresi için bir işaretçi ayarlamak için de kullanabilirsiniz. Ana bilgisayar köle adresini ve yazma bitini gönderdikten ve köle bir onay bitiyle yanıt verdikten sonra, ana bilgisayar bir işaretçi komut baytı (10110000 veya 0xB0) gönderir. Köle bir onay biti belirtir ve ardından ana bilgisayar, bellekte işaret edilecek kaydın adresini gönderir. Aygıt bir kayıttan bir sonraki okuma veya kayıta veri yazma işlemi bu adreste gerçekleşir.
Not: Blok yazma veya blok okuma protokollerini kullanmadan önce işaretçi ayarlanmalıdır.
Bir işaretçiyi ayarlamaya benzer şekilde bir blok yazma protokolü gerçekleştirebilirsiniz. İşaretçi komutu yerine blok yazma komutunu (10100000 veya 0xA0) gönderin ve gönderilen bayt sayısı (bayt olarak temsil edilir) kayıt adresinin yerini alacak ve sonraki veri baytları sıfır indeksli olacaktır. PmodIA'dan veri okurken aynı iki protokolü kullanın: alma baytı ve blok okuma.
| Konnektör J1 – I² C İletişimleri | ||
| Pin | Sinyal | Tanım |
| 1, 2 | SCL | I² C saati |
| 3, 4 | SDA | I² C verileri |
| 5, 6 | Yeraltı | Güç kaynağı Toprak |
| 7, 8 | VCC | Güç kaynağı (3.3V/5V) |
1.2 Saat Kaynağı
PmodIA, cihazı çalıştırmak için 16.776 MHz saat üreten dahili bir osilatöre sahiptir. PmodIA'ya IC4 yükleyerek ve kontrol kaydında bit 3'ü ayarlayarak harici bir saat kullanabilirsiniz (kayıt adresi 0x80 ve 0x81).
PmodIA şeması, önerilen osilatörlerin bir listesini sağlar. Şema, PmodIA ürün sayfasından edinilebilir: www.digilentinc.com.
1.3 Frekans Taraması Kurulumu
Bir devrenin elektriksel empedansı, ?, bir frekans aralığı boyunca değişebilir. PmodIA, bir devrenin empedans karakteristiklerini bulmak için kolayca bir frekans taraması ayarlamanıza olanak tanır. İlk olarak, ana kart ile PmodIA arasında bir I² C arayüzü ayarlamanız gerekir. PmodIA, bir frekans taraması gerçekleştirmek için üç bilgi parçasına ihtiyaç duyar: başlangıç frekansı, taramadaki adım sayısı ve her adımdan sonraki frekans artışı. Başlangıç frekansı ve adım başına artış parametreleri 24 bitlik kelimeler olarak saklanır. Adım sayısı parametresi 9 bitlik bir kelime olarak saklanır.
Tepe-tepe hacmini programlayabilirsiniztagKontrol kaydındaki 10 ve 9 bitlerini ayarlayarak taramadaki çıkış frekansının e'si. Tepeden tepeye voltagempedans testine göre uygun şekilde ayarlanması gerekir. Bu, dahili operasyondan kaçınmak içindir.ampBir çıktı hacmini sunmaya çalışmaktantagveya maksimum kapasitelerinin ötesinde akım. Tepeden tepeye volüm değerini ayarlamak için 20 ohm geri besleme direnci kullanıldığında önerilirtage 200mV veya 400mV'a ayarlayın ve 100K-ohm geri besleme direncini kullanırken tepeden tepeye vol'ü ayarlayıntage. 1V'de.
Devre uyarıldıktan sonra, sabit durumuna ulaşması biraz zaman alır. Frekans taramasındaki her nokta için bir yerleşme süresi programlayabilirsiniz; bunun için 0x8A ve 0x8B kayıt adreslerine bir değer yazabilirsiniz. Bu değer, analogdan dijitale dönüştürücünün çalışmaya başlamadan önce yok sayacağı çıkış frekansı periyotlarının sayısını temsil eder.ampFrekans tepkisini ayarlayın. (Kayıtların ve bunlara karşılık gelen parametrelerin listesi için Tablo 2'ye bakın.)
| Kayıt Adresi | Parametre |
| 0x80, 0x81 | Kontrol kaydı (Bit-10 ve Bit-9 tepe-tepe ses seviyesini ayarlar)tag(e çıkış frekansı için). |
| 0x82, 0x83, 0x84 | Başlangıç frekansı (Hz) |
| 0x85, 0x86, 0x87 | Adım başına artış (Hz) |
| 0x88, 0x89 | Süpürmedeki adım sayısı |
| 0x8A, 0x8B | Yerleşme süresi (Çıkış frekansı periyotlarının sayısı) |
Başlangıç frekansı ve adım başına artış parametreleri için kayıt adreslerinde depolanacak 24 bitlik kelimeyi aşağıdaki başlangıç frekansı kodu ve frekans artış kodu denklemlerini kullanarak hesaplayabilirsiniz. Bu denklemleri ve daha fazla bilgiyi AD5933 veri sayfasında da bulabilirsiniz.
Bu parametreleri ayarladıktan sonra, frekans taramasını başlatmak için aşağıdaki adımları uygulayın (AD5933 veri sayfasından alınmıştır):
- Bekleme komutunu kontrol kaydına göndererek bekleme moduna girin.
- Başlatma moduna girmek için kontrol kaydına başlatma frekansıyla başlatma komutu gönderilmelidir.
Bu, ölçülen devrenin kararlı durumuna ulaşmasını sağlar. - Frekans taramasını başlatmak için kontrol kaydına frekans tarama başlatma komutunu gönderin.
1.4 Empedans Hesaplamaları
Analogdan dijitale dönüştürücüamp1MSPS'ye kadar bilinmeyen empedanslardan gelen frekans tepkisini, frekans taramasındaki her nokta için 12 bit çözünürlükle azaltır. Ölçümleri depolamadan önce, PmodIA, s üzerinde Ayrık Fourier Dönüşümü (DFT) gerçekleştirirampled veri (1,024 s)amp(her frekans adımı için les). İki kayıt DFT sonucunu depolar: Gerçek Kayıt ve Hayali Kayıt.
Elektriksel empedans hem gerçek hem de sanal sayıları içerir. Kartezyen formda, empedansı şu denklemle ifade edebilirsiniz:
z = Gerçek + j ∗Hayali
Gerçek bileşen gerçek bileşen, Sanal bileşen sanal bileşen ve ? sanal bir sayıdır (matematikte i = √−1'e eşdeğerdir). Empedansı kutupsal formda da gösterebilirsiniz:
Empedans = |z|∠θ
Burada |Z| büyüklük ve ∠θ faz açısıdır:
PmodIA herhangi bir hesaplama yapmaz. Her DFT'den sonra, ana cihaz Gerçek ve Hayali kayıtlardaki değerleri okumalıdır.
Gerçek empedansı hesaplamak için kazancı hesaba katmalısınız. Bir örnek bulabilirsinizampAD9533 veri sayfasında kazanç faktörü hesaplaması.
1.5 Sıcaklık Okumaları
PmodIA, cihaz sıcaklığını izlemek için kendi kendine yeten, 13 bitlik bir sıcaklık sensörüne sahiptir. Bu modülü kontrol etme hakkında daha fazla bilgi için lütfen AD5933 veri sayfasına bakın.
1.6 Kayıt Adresleri
AD5933 veri sayfasında kayıt adreslerinin tam tablosu bulunmaktadır.
Fiziksel Boyutlar
Pim başlığındaki pimler birbirinden 100 mil aralıklıdır. PCB, pin başlığındaki pinlere paralel kenarlarda 1.6 inç uzunluğunda ve pin başlığına dik kenarlarda 0.8 inç uzunluğundadır.
İndirildi ok.com.
Telif hakkı Digilent, Inc. Tüm hakları saklıdır.
Adı geçen diğer ürün ve şirket adları ilgili sahiplerinin ticari markaları olabilir.
1300 Henley Mahkemesi
Pullman, WA 99163
509.334.6306
www.digilentinc.com
Belgeler / Kaynaklar
 |
DIGILENT PmodIA Harici Saat Mikrodenetleyici Kartları ile [pdf] Kullanıcı Kılavuzu PmodIA Harici Saat Mikrodenetleyici Kartları, PmodIA, Harici Saat Mikrodenetleyici Kartları, Harici Saat Mikrodenetleyici Kartları, Saat Mikrodenetleyici Kartları, Mikrodenetleyici Kartları, Kartlar |