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USB-3101
基於USB的類比輸出
使用者指南

Logicbus 3101 基於 USB 的類比輸出 - 圖示 1

2017 年 4 月。
© 測量計算公司

3101 基於 USB 的類比輸出

商標和版權信息
Measurement Computing Corporation、InstaCal、Universal Library 和 Measurement Computing 徽標是 Measurement Computing Corporation 的商標或註冊商標。 請參閱版權和商標部分 mccdaq.com/法律 有關MeasurementComputing商標的更多資訊。
此處提及的其他產品和公司名稱是其各自公司的商標或商品名稱。

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注意
未經MeasurementComputing公司事先書面同意,MeasurementComputing公司不授權任何MeasurementComputing公司產品用於生命維持系統和/或設備。維生設備/系統是指以下設備或系統:a) 用於手術植入體內,或 b) 支持或維持生命,其故障可能會導致受傷。測量計算公司的產品未採用所需的組件進行設計,並且未經過所需的測試以確保適合人類治療和診斷的可靠性水平。

前言

關於本用戶指南

您將從本用戶指南中學到什麼
本使用者指南介紹了MeasurementComputing USB-3101 資料擷取裝置並列出了裝置規格。

本用戶指南中的約定
欲了解更多信息
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斜體文字用於手冊名稱和幫助主題標題,並強調單字或短語。

哪裡可以找到更多信息
有關 USB-3101 硬體的更多信息,請訪問我們的 web站點位於 www.mccdaq.com. 如有具體問題,您也可以聯繫 Measurement Computing Corporation。

對於國際客戶,請聯繫您當地的經銷商。 請參閱我們的國際分銷商部分 web 站點位於 www.mccdaq.com/International.

第一章 USB-1 簡介

超過view:USB-3101 特點
本使用者指南包含將 USB-3101 連接到電腦以及要控制的訊號所需的所有資訊。 USB-3101 是MeasurementComputing 品牌基於USB 的資料擷取產品的一部分。
USB-3101 是一款 USB 2.0 全速設備,受流行的 Microsoft 作業系統支援。 USB-3101 與 USB 1.1 和 USB 2.0 連接埠完全相容。 Windows® USB-3101 提供四個類比音量通道tag一個輸出、八個數字 I/O 連接和一個 32 位元事件計數器。
USB-3101 具有一個四通道(4 通道)16 位元數位類比轉換器 (DAC)。你設定音量tag每個 DAC 通道的輸出範圍獨立於雙極或單極的軟體。雙極範圍為±10 V,單極範圍為0 至10 V。
雙向同步連線可讓您同時更新多個裝置上的 DAC 輸出。
USB-3101 具有八個雙向數位 I/O 連接。您可以將 DIO 線配置為一個 8 位元連接埠的輸入或輸出。預設情況下,所有數位引腳都是浮動的。提供螺絲端子連接用於上拉(+5V)或下拉(0V)配置。
32位元計數器可以對TTL脈衝進行計數。
USB-3101 由電腦的 +5 伏特 USB 電源供電。無需外部電源。所有 I/O 連接均連接至 USB-3101 兩側的螺絲端子。

Logicbus 3101 基於 USB 的類比輸出

USB-3101框圖
USB-3101 的功能如此處所示的框圖所示。

Logicbus 3101 基於 USB 的類比輸出 - 框圖

第二章 安裝USB-2

開箱
與任何電子設備一樣,操作時應小心避免靜電損壞。從包裝中取出設備之前,請使用腕帶或透過觸摸電腦機殼或其他接地物體來消除任何儲存的靜電荷。
如果任何組件遺失或損壞,請立即與我們聯繫。

安裝軟體
請參閱我們的 MCC DAQ 快速入門和 USB-3101 產品頁面 web有關 USB-3101 支援的軟體的資訊的網站。
在安裝設備之前安裝軟體
運行 USB-3101 所需的驅動程式隨軟體一起安裝。因此,在安裝硬體之前,您需要先安裝您打算使用的軟體套件。

安裝硬件
若要將 USB-3101 連接到您的系統,請將 USB 連接線連接到電腦上的可用 USB 連接埠或連接到電腦的外部 USB 集線器。將 USB 連接線的另一端連接到裝置上的 USB 連接器。無需外部電源。
首次連線時,作業系統偵測到裝置時會開啟「找到新硬體」對話方塊。當對話方塊關閉時,安裝完成。設備成功安裝後,USB-3101 上的狀態 LED 會亮起。

如果電源 LED 熄滅
如果設備和電腦之間的通訊遺失,設備 LED 會熄滅。若要恢復通信,請斷開 USB 電纜與電腦的連接,然後重新連接。這應該會恢復通信,並且 LED 應該會亮起。

校準硬體
測量計算製造測試部門執行初始工廠校準。當需要校準時,將設備返回MeasurementComputing Corporation。建議的校準間隔為一年。

第三章功能細節

外部元件
USB-3101 具有以下外部元件,如圖 3 所示。

  • USB連接器
  • LED狀態
  • 大功率LED
  • 螺絲端子組 (2)

Logicbus 3101 基於 USB 的類比輸出 - 外部元件

USB連接器
USB 連接器為 USB-3101 提供電源和通訊。卷tag透過 USB 連接器提供的電壓取決於系統,可能低於 5 V。

LED狀態
狀態 LED 指示 USB-3101 的通訊狀態。當資料傳輸時,該燈閃爍;當 USB-3101 未通訊時,該燈會熄滅。此 LED 使用高達 10 mA 的電流且無法停用。

大功率LED
當 USB-3101 連接到電腦上的 USB 連接埠或連接到電腦的外部 USB 集線器時,電源 LED 會亮起。

螺絲端子組
USB-3101 有兩排螺絲端子 - 一排位於外殼的頂部邊緣,一排位於底部邊緣。每行有 28 個連線。進行螺絲端子連接時,請使用 16 AWG 至 30 AWG 線規。引腳號如圖 4 所示。

Logicbus 3101 基於 USB 的類比輸出 - 螺絲端子組

螺絲端子 – 腳位 1-28
USB-3101 底部邊緣的螺絲端子(接腳 1 至 28)提供以下連接:

  • 兩個類比量tage 輸出連接(VOUT0、VOUT2)
  • 四個模擬接地連接 (AGND)
  • 八個數位 I/O 連接(DIO0 至 DIO7)

螺絲端子 – 腳位 29-56

USB-3101 頂部邊緣的螺絲端子(接腳 29 至 56)提供以下連接:

  • 兩個類比量tage 輸出連接(VOUT1、VOUT3)
  • 四個模擬接地連接 (AGND)
  • 1 個 SYNC 端子,用於外部時鐘和多單元同步 (SYNCLD)
  • 三個數位接地連接 (DGND)
  • 1 個外部事件計數器連線 (CTR)
  • 1 個數位 I/O 下拉電阻連接 (DIO CTL)
  • 一卷tage 輸出電源連接 (+5 V)

Logicbus 3101 基於 USB 的類比輸出 - 訊號引腳輸出

模擬音量tage 輸出端子(VOUT0 至 VOUT3)
標示為 VOUT0 至 VOUT3 的螺絲端子接腳為 voltage 輸出端子(見圖5)。卷tag每個通道的輸出範圍可透過軟體編程為雙極性或單極性。雙極範圍為±10 V,單極範圍為0 至10 V。

數位 I/O 端子(DIO0 至 DIO7)
您可以將最多 0 條數位 I/O 線路連接到標記為 DIO7 至 DIO21 的螺絲端子(接腳 28 至 XNUMX)。
您可以將每個數字位元配置為輸入或輸出。
當您配置數位輸入時,您可以使用數位I/O端子來檢測任何TTL電平輸入的狀態;請參閱圖 6。如果將開關移至 DGND,DIO5 將讀取 FALSE (7)。

Logicbus 3101 基於 USB 的類比輸出 - 開關狀態

有關數位訊號連接的更多信息
有關數位訊號連接和數位 I/O 技術的更多信息,請參閱訊號指南
連結(可在我們的 web站點位於 www.mccdaq.com/support/DAQ-Signal-Connections.aspx).

用於上拉/下拉配置的數位 I/O 控制端子 (DIO CTL)
預設情況下,所有數位引腳都是浮動的。當輸入浮動時,未接線輸入的狀態未定義(它們可能讀取高或低)。您可以將輸入配置為在未接線時讀取高值或低值。使用 DIO CTL 連接(引腳 54)將數位引腳配置為上拉(未接線時輸入讀取高電平)或下拉(未接線時輸入讀取低電平)。

  • 若要將數位接腳上拉至 +5V,請將 DIO CTL 端子接腳連接至 +5V 端子接腳(接腳 56)。
  • 若要將數位接腳下拉至接地(0 伏特),請將 DIO CTL 端子接腳連接到 DGND 端子接腳(接腳 50、53 或 55)。

接地端子(AGND、DGND)
八個類比接地 (AGND) 連接為所有類比電壓提供公共接地tage 輸出通道。
三個數位接地 (DGND) 連接為 DIO、CTR、SYNCLD 和 +5V 連接提供公共接地。

同步DAC負載端子(SYNCLD)
同步 DAC 負載連接(接腳 49)是雙向 I/O 訊號,可讓您同時更新多個裝置上的 DAC 輸出。您可以將此引腳用於兩個目的:

  • 配置為輸入(從模式)以接收來自外部來源的 D/A LOAD 訊號。
    當SYNCLD引腳接收到觸發訊號時,類比輸出同時更新。
    SYNCLD 腳位在從模式下必須處於邏輯低電平,以便立即更新 DAC 輸出
    當 SYNCLD 接腳處於從模式時,類比輸出可以立即更新,或當 SYNCLD 接腳上出現上升沿時(這是在軟體控制下)。
    SYNCLD 接腳必須處於低邏輯電平,DAC 輸出才能立即更新。如果提供 D/A LOAD 訊號的外部來源將 SYNCLD 引腳拉高,則不會發生更新。
    有關如何立即更新 DAC 輸出的信息,請參閱通用庫說明中的“USB-3100 系列”部分。
  • 配置為輸出(主模式)以將內部 D/A LOAD 訊號傳送至 SYNCLD 引腳。
    您可以使用 SYNCLD 接腳與第二個 USB-3101 同步,並同時更新每個裝置上的 DAC 輸出。請參閱第 12 頁的同步多個設備部分。

使用 InstaCal 將 SYNCLD 模式配置為主模式或從模式。上電和重設時,SYNCLD 引腳設定為從模式(輸入)。

櫃檯終端(CTR)
CTR 連接(接腳 52)是 32 位元事件計數器的輸入。當 TTL 電平從低電平轉變為高電位時,內部計數器會遞增。計數器可計算高達 1 MHz 的頻率。
電源端子(+5V)
+5 V 連接(接腳 56)從 USB 連接器取得電源。此端子為+5V 輸出。
警告! +5V端子是輸出。請勿連接外部電源,否則可能會損壞 USB-3101 甚至電腦。

同步多台設備
您可以在主/從配置中將兩個 USB-49 裝置的 SYNCLD 終端引腳(引腳 3101)連接在一起,並同時更新兩個裝置的 DAC 輸出。請執行下列操作。

  1. 將主 USB-3101 的 SYNCLD 接腳連接到從 USB-3101 的 SYNCLD 接腳。
  2. 將從裝置上的 SYNCLD 引腳配置為輸入,以接收來自主設備的 D/A LOAD 訊號。使用 InstaCal 設定 SYNCLD 接腳的方向。
  3.  將主設備上的 SYNCLD 引腳配置為輸出,以在 SYNCLD 引腳上產生輸出脈衝。

為每個裝置設定通用庫同步選項。
當從裝置上的 SYNCLD 接腳接收到訊號時,每個裝置上的類比輸出通道都會同時更新。
前任amp這裡顯示了主/從配置的檔案。

基於 Logicbus 3101 USB 的類比輸出 - 更新多個設備

第五章 規格

所有規格如有更改,恕不另行通知。
除非另有說明,否則為 25 °C 的典型值。
斜體文字的規格由設計保證。

模擬音量tag輸出

表 1. 類比量tag輸出規格

範圍 狀態 規格
數位類比轉換器 DAC8554
頻道數 4
解決 16位
輸出範圍 已校準 ±10V,0至10V
軟件可配置
未校準 ±10.2V,-0.04至10.08V
軟件可配置
輸出瞬態 ±10V 至(0 至 10V)或
(0 至 10 V) 至 ±10 V 範圍選擇。
(註1)
持續時間:5 µS(典型值)
Amp緯度:5V pp 典型值
主機 PC 重設、通電、掛起或向裝置發出重設指令。
(註2)
持續時間:2 S(典型值)
Amp緯度:2V pp 典型值
初次上電 持續時間:50 毫秒(典型值)
Amp緯度:5V 峰值典型值
微分非線性(註3) 已校準 ±1.25 LSB 典型值
最大值 -2 LSB 至 +1 LSB
未校準 ±0.25 LSB 典型值
最大 ±1 LSB
輸出電流 VOUTx 腳 ±3.5 mA(典型值)
輸出短路保護 VOUTx 連接至 AGND 不定
輸出耦合 DC
上電及復位狀態 DAC 清零:0 V,±50 mV(典型值)
輸出範圍:0-10V
輸出噪聲 0 至 10V 範圍 14.95 µVrms(典型值)
±10V範圍 31.67 µVrms(典型值)
建立時間 精度達 1 LSB 25 µS(典型值)
轉換率 0 至 10V 範圍 1.20V/μS(典型值)
±10V範圍 1.20V/μS(典型值)
吞吐量 單通道 最大 100 Hz,取決於系統
多通道 最大 100 Hz/#ch,取決於系統

筆記 3: 最大差分非線性規格適用於 USB-0 的整個 70 至 3101 °C 溫度範圍。該規格還考慮了由於軟體校準演算法(僅在校準模式下)和 DAC8554 數位類比轉換器非線性導致的最大誤差。

表 2. 絕對精度規格 – 校準輸出

範圍 準確度(±LSB)
±10V 14.0
0 至 10V 22.0

表 3. 絕對精度組件規格 – 校準輸出

範圍 閱讀百分比 偏移(±mV) 溫度漂移 (%/°C) FS 絕對精度 (±mV)
±10V ±0.0183 1.831 0.00055 3.661
0 至 10V ±0.0183 0.915 0.00055 2.746

表 4. 相對精度規格

範圍 相對精度 (±LSB)
±10V,0至10V 4.0典型值 最大12.0

類比輸出校準
表 5. 類比輸出校準規範

範圍 規格
建議預熱時間 15 分鐘 分鐘
板載精密參考 直流電平:5.000 V ±1 mV(最大值)
溫度係數:最大 ±10 ppm/°C
長期穩定性:±10 ppm/SQRT(1000小時)
標定方法 軟件校準
校準間隔 1年

數字輸入/輸出

表 6. 數字 I/O 規格

範圍 規格
數位邏輯型 互補金屬氧化物半導體
輸入輸出數 8
配置 獨立配置輸入或輸出
上拉/下拉配置

(註4)

用戶可配置
所有引腳懸空(預設)
數位 I/O 輸入加載 TTL(預設)
47 kL(上拉/下拉配置)
數位 I/O 傳輸速率(系統調節) 取決於系統,每秒 33 至 1000 個連接埠讀取/寫入或單位讀取/寫入。
輸入高音量tage 最小 2.0V,最大絕對電壓 5.5V
輸入低音量tage 最大 0.8V,最小 –0.5V 絕對電壓
輸出高音量tage (IOH = –2.5 mA) 3.8 V 最小值
輸出低音量tage(人工水晶體 = 2.5 毫安培) 最大0.7 V
上電及復位狀態 輸入

註4: 使用 DIO CTL 端子塊接腳 54 提供上拉和下拉配置區域。對於上拉配置,DIO CTL 接腳應連接到 +54V 端子接腳(接腳 50)。

同步DAC負載

表 7. SYNCLD I/O 規範

範圍 狀態 規格
引腳名稱 SYNCLD(端子塊腳位 49)
上電及復位狀態 輸入
插針類型 雙向
終止 內部 100K 歐姆下拉
軟體可選擇方向 輸出 輸出內部 D/A LOAD 訊號。
輸入 從外部來源接收 D/A LOAD 訊號。
輸入時脈頻率 最大 100 Hz
時脈寬度 輸入 1 µs 分鐘
輸出 5 µs 分鐘
輸入漏電流 ±1.0 µA(典型值)
輸入高音量tage 最小 4.0V,最大絕對電壓 5.5V
輸入低音量tage 最大 1.0V,最小 –0.5V 絕對電壓
輸出高音量tage(註5) IOH = –2.5 mA 3.3 V 最小值
無負載 3.8 V 最小值
輸出低音量tage(註6) 人工水晶體 = 2.5 毫安培 最大1.1 V
無負載 最大0.6 V

註5: SYNCLD 是施密特觸發器輸入,並透過 200 歐姆串聯電阻進行過電流保護。
註6: 當SYNCLD 處於輸入模式時,類比輸出可以立即更新,也可以在SYNCLD 引腳上出現上升沿時更新(這是在軟體控制下)。 。如果外部來源將引腳拉高,則不會發生更新。

櫃檯

表 8. CTR I/O 規格

範圍 狀態 規格
引腳名稱 點擊率
頻道數 1
解決 32位
計數器類型 事件計數器
輸入類型 TTL,上升沿觸發
計數器讀取/寫入速率(軟體調節) 計數器讀取 取決於系統,每秒讀取 33 至 1000 次。
計數器寫入 取決於系統,每秒讀取 33 至 1000 次。
施密特觸發器遲滯 20毫伏至100毫伏
輸入漏電流 ±1.0 µA(典型值)
輸入頻率 最大 1 兆赫
高脈衝寬度 最小 500 奈秒
低脈衝寬度 500 納秒分鐘
輸入高音量tage 最小 4.0V,最大絕對電壓 5.5V
輸入低音量tage 最大 1.0V,最小 –0.5V 絕對電壓

記憶

表 9. 內存規格

範圍 規格
EEPROM 256位元組
EEPROM配置 地址範圍 使用權 描述
0x000-0x0FF 讀/寫 256位元組用戶數據

微控制器

表 10. 微控制器規格

範圍 規格
類型 高效能8位元RISC微控制器
程式記憶體 16,384個字
資料儲存 2,048位元組

力量

表 11. 電源規格

範圍 狀態 規格
供電電流 USB枚舉 <100毫安
電源電流(註7) 靜態電流 140mA(典型值)
+5V 用戶輸出電壓tage範圍(註8) 可在端子塊腳位 56 處使用 最小 4.5V,最大 5.25V
+5V用戶輸出電流(註9) 可在端子塊腳位 56 處使用 最大10 mA

註7: 這是 USB-3101 的總靜態電流要求,其中包括狀態 LED 的高達 10 mA 的電流。這不包括數位 I/O 位元、+5V 用戶終端或 VOUTx 輸出的任何潛在負載。
註8: 輸出量tag此範圍假定 USB 電源在指定限制內。
註9: 這是指可從 +5V 使用者終端(接腳 56)取得的一般用途電流總量。該規格還包括由於 DIO 負載而產生的任何額外貢獻。

USB規格
表 12. USB 規格

範圍 規格
USB設備類型 USB 2.0(全速)
USB 裝置相容性 USB 1.1、2.0
USB線長度 最大 3 m(9.84 英尺)
USB電纜類型 AB 電纜,UL ​​型 AWM 2527 或同等電纜(最小 24 AWG VBUS/GND,最小 28 AWG D+/D–)

環境的
表 13. 環境規格

範圍 規格
工作溫度範圍 0至70℃
儲存溫度範圍 –40 至 85°C
濕度 0 至 90% 非冷凝

機械的
表 14. 機械規格

範圍 規格
尺寸(長×寬×高) 127×89.9×35.6毫米(5.00×3.53×1.40英寸)

螺絲端子連接器
表 15. 主要連接器規格

範圍 規格
連接器類型 螺絲端子
線規範圍 16 AWG至30 AWG
別針 訊號名稱 別針 訊號名稱
1 輸出電壓0 29 輸出電壓1
2 NC 30 NC
3 輸出電壓2 31 輸出電壓3
4 NC 32 NC
5 AGND 33 AGND
6 NC 34 NC
7 NC 35 NC
8 NC 36 NC
9 NC 37 NC
10 AGND 38 AGND
11 NC 39 NC
12 NC 40 NC
13 NC 41 NC
14 NC 42 NC
15 AGND 43 AGND
16 NC 44 NC
17 NC 45 NC
18 NC 46 NC
19 NC 47 NC
20 AGND 48 AGND
21 迪奧0 49 同步CLD
22 迪奧1 50 地線
23 迪奧2 51 NC
24 迪奧3 52 點擊率
25 迪奧4 53 地線
26 迪奧5 54 迪奧CTL
27 迪奧6 55 地線
28 迪奧7 56 +5V

歐盟符合性聲明

根據 ISO/IEC 17050-1:2010

製造商: 測量計算公司

地址:
10 Commerce Way
諾頓, 馬薩諸塞州 02766
美國

產品類別: 用於測量、控制和實驗室使用的電氣設備。
簽發日期和地點:10 年 2017 月 XNUMX 日,美國麻薩諸塞州諾頓
檢測報告編號: EMI4712.07/EMI5193.08

Measurement Computing Corporation 聲明,該產品承擔全部責任
USB-3101

符合相關的歐盟協調立法,並符合以下適用的歐洲指令的基本要求:
電磁兼容性 (EMC) 指令 2014/30/EU
低音量tage 指令 2014/35/EU
RoHS 指令 2011/65/EU

符合性根據以下標準進行評估:
EMC:

排放量:

  • EN 61326-1:2013 (IEC 61326-1:2012),A 類
  • EN 55011: 2009 + A1:2010 (IEC CISPR 11:2009 + A1:2010),第 1 組,A 類

免疫:

  • EN 61326-1:2013 (IEC 61326-1:2012),受控電磁環境
  • EN 61000-4-2:2008 (IEC 61000-4-2:2008)
  • EN 61000-4-3 :2010 (IEC61000-4-3:2010)

安全:

  • EN 61010-1 (IEC 61010-1)

環境事務:
在本符合性聲明發布之日或之後製造的物品不包含 RoHS 指令不允許的濃度/應用的任何限制物質。

Logicbus 3101 基於 USB 的類比輸出 - 簽名

Carl Haapaoja,質量保證總監

邏輯總線徽標

測量計算公司
10 Commerce Way
諾頓, 麻薩諸塞州 02766
508-946-5100
傳真: 508-946-9500
電子郵件: info@mccdaq.com
www.mccdaq.com

Logicbus 3101 基於 USB 的類比輸出 - 圖示 1

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H-4031 德布勒森, Hátar út 1/A, 匈牙利
電話:+ 36(52)515400
傳真:+ 36(52)515414
http://hungary.ni.com/debrecen

Logicbus 3101 基於 USB 的類比輸出 - 圖示 2

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文件/資源

Logicbus 3101 基於 USB 的類比輸出 [pdf] 使用者指南
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參考

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