Hướng dẫn tham khảo PmodIA™
Sửa đổi ngày 15 tháng 2016 năm XNUMX
Hướng dẫn này áp dụng cho PmodIA rev. MỘT
Quaview
PmodIA là một máy phân tích trở kháng được xây dựng dựa trên Bộ phân tích mạng chuyển đổi trở kháng 5933-bit AD12 của Thiết bị Analog.
Các tính năng bao gồm:
- Máy phân tích trở kháng với bộ chuyển đổi trở kháng 12 bit
- Đo các giá trị trở kháng trong khoảng từ 100Ω đến 10 MΩ.
- Quét tần số có thể lập trình
- Tăng có thể lập trình ampngười nói dối
- Tùy chọn tạo đồng hồ bên ngoài
- Kích thước PCB nhỏ cho các thiết kế linh hoạt 1.6 in × 0.8 in (4.1 cm × 2.0 cm)
- Cổng 2×4 chân với giao diện IXNUMXC
- Tuân theo Thông số kỹ thuật giao diện kỹ thuật số
- Thư viện và người yêu cũampmã tập tin có sẵn trong trung tâm tài nguyên
PmodIA.
Mô tả chức năng
PmodIA sử dụng Thiết bị Analog AD5933 với bộ tạo tần số tích hợp và bộ chuyển đổi tương tự sang số (ADC) để có thể kích thích trở kháng bên ngoài không xác định ở tần số đã biết. Tần số đã biết này được gửi đi thông qua một trong các đầu nối SMA. Đáp ứng tần số được ghi lại bởi đầu nối SMA khác và gửi đến ADC và phép biến đổi Fourier rời rạc (DFT) được thực hiện trên sampdữ liệu led, lưu trữ phần thực và phần ảo của giải pháp trong các thanh ghi dữ liệu trên chip. Độ lớn của trở kháng chưa biết cũng như pha tương đối của trở kháng tại mỗi điểm trong quá trình quét tần số được tạo ra có thể được tính từ hai từ dữ liệu này.
Giao diện 1.1 IXNUMXC
PmodIA hoạt động như một thiết bị phụ sử dụng giao thức truyền thông I² C. Chuẩn giao diện I² C sử dụng hai đường tín hiệu. Đây là dữ liệu I1C và đồng hồ IXNUMXC. Các tín hiệu này ánh xạ tới dữ liệu nối tiếp (SDA) và đồng hồ nối tiếp (SCL) tương ứng trên PmodIA. (Xem Bảng XNUMX.) Hướng dẫn sau đây giải thích cách đọc và ghi vào thiết bị.
Bạn phải xem xét hai giao thức khi ghi vào PmodIA: byte ghi/byte lệnh và ghi khối. Việc ghi một byte đơn từ master tới Slave yêu cầu master khởi tạo điều kiện bắt đầu và gửi địa chỉ Slave 7bit. Bạn phải giữ bit đọc/ghi ở mức thấp để ghi vào thiết bị phụ thành công. PmodIA nên đặt địa chỉ nô lệ là 0001101 (0x0D) khi khởi động. Sau khi Slave xác nhận địa chỉ của nó, Master phải gửi địa chỉ của thanh ghi mà nó muốn ghi vào. Khi nô lệ xác nhận đã nhận được địa chỉ này, chủ sẽ gửi một byte dữ liệu duy nhất mà nô lệ phải xác nhận bằng bit trả về. Sau đó, chủ sẽ đưa ra điều kiện dừng.
Bạn cũng có thể sử dụng giao thức này để đặt con trỏ cho địa chỉ thanh ghi. Sau khi chủ gửi địa chỉ nô lệ và bit ghi, và nô lệ phản hồi bằng bit xác nhận, chủ sẽ gửi một byte lệnh con trỏ (10110000 hoặc 0xB0). Slave sẽ xác nhận một bit xác nhận và sau đó master sẽ gửi địa chỉ của thanh ghi để trỏ vào bộ nhớ. Lần tiếp theo thiết bị đọc hoặc ghi dữ liệu vào một thanh ghi, nó sẽ xảy ra ở địa chỉ này.
Ghi chú: Con trỏ phải được đặt trước khi sử dụng các giao thức ghi khối hoặc đọc khối.
Bạn có thể thực hiện giao thức ghi khối theo cách tương tự như đặt con trỏ. Gửi lệnh ghi khối (10100000 hoặc 0xA0) thay cho lệnh con trỏ và số byte được gửi (được biểu thị dưới dạng byte) sẽ thay thế địa chỉ thanh ghi với các byte dữ liệu tiếp theo được lập chỉ mục bằng XNUMX. Sử dụng hai giao thức giống nhau khi đọc dữ liệu từ PmodIA: nhận byte và đọc khối.
| Đầu nối J1 – IXNUMXC Truyền thông | ||
| Ghim | Tín hiệu | Sự miêu tả |
| 1, 2 | SCL | Đồng hồ I² C |
| 3, 4 | SDA | Dữ liệu IXNUMXC |
| 5, 6 | GND | Nguồn điện Mặt đất |
| 7, 8 | VCC | Nguồn điện (3.3V/5V) |
1.2 Nguồn đồng hồ
PmodIA có bộ dao động bên trong tạo ra xung nhịp 16.776 MHz để chạy thiết bị. Bạn có thể sử dụng đồng hồ bên ngoài bằng cách tải IC4 trên PmodIA và cài đặt bit 3 trong thanh ghi điều khiển (địa chỉ thanh ghi 0x80 và 0x81).
Sơ đồ PmodIA cung cấp danh sách các bộ dao động được khuyến nghị. Sơ đồ có sẵn từ trang sản phẩm PmodIA tại www.digilentinc.com.
1.3 Thiết lập quét tần số
Trở kháng điện, ?, của mạch điện có thể thay đổi trong một dải tần số. PmodIA cho phép bạn dễ dàng thiết lập quét tần số để tìm các đặc tính trở kháng của mạch. Trước tiên, bạn phải thiết lập giao diện I² C giữa bo mạch chủ và PmodIA. PmodIA yêu cầu ba thông tin để thực hiện quét tần số: tần số bắt đầu, số bước trong quá trình quét và mức tăng tần số sau mỗi bước. Tần số bắt đầu và các tham số tăng dần trên mỗi bước được lưu trữ dưới dạng các từ 24 bit. Tham số số bước được lưu dưới dạng từ 9 bit.
Bạn có thể lập trình âm lượng từ đỉnh đến đỉnhtage của tần số đầu ra trong quá trình quét bằng cách đặt bit 10 và 9 trong thanh ghi điều khiển. Đỉnh tới đỉnh voltage cần được đặt một cách thích hợp liên quan đến việc kiểm tra trở kháng. Điều này nhằm tránh sự tác động nội bộamps từ việc cố gắng cung cấp một tập đầu ratage hoặc dòng điện vượt quá khả năng tối đa của chúng. Khuyến cáo rằng khi sử dụng điện trở phản hồi 20 ohm để đặt đỉnh thành đỉnh voltage thành 200mV hoặc 400mV và khi sử dụng điện trở phản hồi 100K-ohm, đặt đỉnh thành đỉnh voltage ở 1V.
Một khi mạch đã được kích thích, phải mất một thời gian để đạt đến trạng thái ổn định. Bạn có thể lập trình thời gian giải quyết cho từng điểm trong quá trình quét tần số bằng cách ghi giá trị vào địa chỉ đăng ký 0x8A và 0x8B. Giá trị này biểu thị số chu kỳ tần số đầu ra mà bộ chuyển đổi tương tự sang số sẽ bỏ qua trước khi nó khởi động.ampling đáp ứng tần số. (Xem Bảng 2 để biết danh sách các thanh ghi và các tham số tương ứng của chúng.)
| Đăng ký Địa chỉ | Tham số |
| 0x80, 0x81 | Thanh ghi điều khiển (Bit-10 và Bit-9 đặt âm lượng từ đỉnh đến đỉnhtage cho tần số đầu ra). |
| 0x82, 0x83, 0x84 | Tần số bắt đầu (Hz) |
| 0x85, 0x86, 0x87 | Tăng mỗi bước (Hz) |
| 0x88, 0x89 | Số bước quét |
| 0x8A, 0x8B | Thời gian ổn định (Số chu kỳ tần số đầu ra) |
Bạn có thể tính toán từ 24 bit để lưu trữ tại các địa chỉ thanh ghi cho các tham số tần số bắt đầu và mức tăng trên mỗi bước bằng cách sử dụng mã tần số bắt đầu và các phương trình mã tăng tần số bên dưới. Bạn cũng có thể tìm thấy các phương trình này và biết thêm thông tin trong bảng dữ liệu AD5933.
Khi bạn đã đặt các tham số này, hãy thực hiện các bước sau để bắt đầu quét tần số (được diễn giải từ bảng dữ liệu AD5933):
- Vào chế độ chờ bằng cách gửi lệnh chờ đến thanh ghi điều khiển.
- Vào chế độ khởi tạo bằng cách gửi lệnh khởi tạo với tần số bắt đầu tới thanh ghi điều khiển.
Điều này cho phép mạch được đo đạt đến trạng thái ổn định. - Bắt đầu quét tần số bằng cách gửi lệnh quét tần số bắt đầu tới thanh ghi điều khiển.
1.4 Tính toán trở kháng
Bộ chuyển đổi analog sang kỹ thuật sốampđáp ứng tần số từ các trở kháng không xác định ở tốc độ lên tới 1MSPS với độ phân giải 12 bit cho mọi điểm trong quá trình quét tần số. Trước khi lưu trữ các phép đo, PmodIA thực hiện Biến đổi Fourier rời rạc (DFT) trên sampdữ liệu dẫn (1,024 giâyamples cho mỗi bước tần số). Hai thanh ghi lưu trữ kết quả DFT: Thanh ghi thực và Thanh ghi ảo.
Trở kháng điện chứa cả số thực và số ảo. Ở dạng Descartes, bạn có thể biểu thị trở kháng bằng phương trình:
z = Thực + j ∗Ảo
Trong đó Real là thành phần thực, Tưởng tượng là thành phần ảo và ? là một số ảo (tương đương với i = √−1, trong toán học). Bạn cũng có thể biểu diễn trở kháng ở dạng cực:
Trở kháng = |z|∠θ
Ở đâu |Z| là độ lớn và ∠θ là góc pha:
PmodIA không thực hiện bất kỳ tính toán nào. Sau mỗi DFT, thiết bị chính phải đọc các giá trị trong các thanh ghi Thực và Ảo.
Để tính trở kháng thực, bạn phải tính đến mức tăng. Bạn có thể tìm thấy một người yêu cũample tính toán hệ số khuếch đại trong bảng dữ liệu AD9533.
1.5 Chỉ số nhiệt độ
PmodIA có cảm biến nhiệt độ 13 bit khép kín để theo dõi nhiệt độ thiết bị. Vui lòng tham khảo bảng dữ liệu AD5933 để biết thêm thông tin về cách điều khiển mô-đun này.
1.6 Đăng ký địa chỉ
Bảng dữ liệu AD5933 có bảng địa chỉ thanh ghi đầy đủ.
Kích thước vật lý
Các chân trên tiêu đề chân cắm cách nhau 100 mil. PCB dài 1.6 inch ở các cạnh song song với các chân trên tiêu đề chân và dài 0.8 inch ở các cạnh vuông góc với tiêu đề chân.
Đã tải xuống từ Mũi tên.com.
Bản quyền Digilent, Inc. Mọi quyền được bảo lưu.
Các tên sản phẩm và công ty khác được đề cập có thể là thương hiệu của các chủ sở hữu tương ứng.
1300 Tòa án Henley
Khách sạn, WA 99163
509.334.6306
www.digilentinc.com
Tài liệu / Tài nguyên
 |
PmodIA DIGILENT Với Bo mạch vi điều khiển đồng hồ bên ngoài [tập tin pdf] Hướng dẫn sử dụng PmodIA với bo mạch vi điều khiển đồng hồ bên ngoài, PmodIA, với bo mạch vi điều khiển đồng hồ bên ngoài, Bo mạch vi điều khiển đồng hồ bên ngoài, Bo mạch vi điều khiển đồng hồ, Bo mạch vi điều khiển, Bo mạch |