Podręcznik referencyjny PmodIA™
Zmieniono 15 kwietnia 2016 r
Niniejsza instrukcja dotyczy oprogramowania PmodIA rev. A

Nadview

PmodIA jest analizatorem impedancji zbudowanym w oparciu o 5933-bitowy analizator sieci z konwerterem impedancji Analog Devices AD12.Funkcje obejmują:

• Analizator impedancji z 12-bitowym przetwornikiem impedancji
• Zmierz wartości impedancji w zakresie od 100 Ω do 10 MΩ.
• Programowalne przemiatanie częstotliwości
• Programowalny zysk ampżywsze
• Opcjonalne generowanie zegara zewnętrznego
• Mały rozmiar PCB dla elastycznych projektów 1.6 cala × 0.8 cala (4.1 cm × 2.0 cm)
• Port 2×4-pinowy z interfejsem I²C
• Zgodny ze specyfikacją interfejsu Digilent
• Biblioteka i exampkod pliku dostępny w centrum zasobów

PmodIA.

Opis funkcjonalny

PmodIA wykorzystuje urządzenia analogowe AD5933 z wbudowanym generatorem częstotliwości i przetwornikiem analogowo-cyfrowym (ADC), aby móc wzbudzić zewnętrzną nieznaną impedancję przy znanej częstotliwości. Ta znana częstotliwość jest wysyłana przez jedno ze złączy SMA. Pasmo przenoszenia jest przechwytywane przez drugie złącze SMA i wysyłane do przetwornika ADC, po czym na s przeprowadzana jest dyskretna transformata Fouriera (DFT).ampdane LED, przechowujące rzeczywistą i urojoną część rozwiązania w rejestrach danych na chipie. Z tych dwóch słów danych można obliczyć wielkość nieznanej impedancji, jak również względną fazę impedancji w każdym punkcie wygenerowanego przemiatania częstotliwości.
Interfejs 1.1 I² C
PmodIA działa jako urządzenie podrzędne wykorzystujące protokół komunikacyjny I² C. Standard interfejsu I² C wykorzystuje dwie linie sygnałowe. Są to dane I² C i zegar I² C. Sygnały te są mapowane odpowiednio na dane szeregowe (SDA) i zegar szeregowy (SCL) w PmodIA. (Patrz Tabela 1.) Poniższe instrukcje wyjaśniają, jak odczytywać i zapisywać dane na urządzeniu.
Podczas zapisu do PmodIA należy wziąć pod uwagę dwa protokoły: bajt zapisu/bajt polecenia i zapis blokowy. Zapisanie pojedynczego bajtu z urządzenia master do urządzenia slave wymaga, aby urządzenie master zainicjowało warunek startowy i wysłało 7-bitowy adres urządzenia slave. Aby pomyślnie zapisać dane na urządzeniu podrzędnym, należy utrzymać bit odczytu/zapisu na niskim poziomie. PmodIA powinna przy uruchomieniu ustawić adres slave na 0001101 (0x0D). Po tym jak slave potwierdzi swój adres, master musi wysłać adres rejestru, do którego chce pisać. Gdy urządzenie podrzędne potwierdzi otrzymanie tego adresu, urządzenie nadrzędne wyśle ​​pojedynczy bajt danych, który urządzenie podrzędne powinno potwierdzić bitem zwrotnym. Kapitan powinien następnie wydać warunek stopu.
Można także użyć tego protokołu do ustawienia wskaźnika adresu rejestru. Po tym, jak urządzenie nadrzędne wyśle ​​adres urządzenia podrzędnego i bit zapisu, a urządzenie podrzędne odpowie bitem potwierdzenia, urządzenie nadrzędne wysyła bajt polecenia wskaźnika (10110000 lub 0xB0). Urządzenie podrzędne potwierdzi bit potwierdzenia, a następnie urządzenie nadrzędne wyśle ​​adres rejestru, który ma wskazywać w pamięci. Następny raz, gdy urządzenie odczyta lub zapisze dane do rejestru, nastąpi to pod tym adresem.
Notatka: Wskaźnik musi być ustawiony przed użyciem protokołów zapisu blokowego lub odczytu blokowego.
Protokół zapisu blokowego można wykonać w podobny sposób, jak ustawianie wskaźnika. Wyślij polecenie zapisu bloku (10100000 lub 0xA0) zamiast polecenia wskaźnika, a liczba wysyłanych bajtów (reprezentowana jako bajt) zajmie miejsce adresu rejestru, a kolejne bajty danych będą indeksowane zerem. Do odczytu danych z PmodIA należy używać tych samych dwóch protokołów: odbiór bajtu i odczyt blokowy.

Złącze J1 – komunikacja I² C
Szpilka	Sygnał	Opis
1, 2	SCL	Zegar I² C
3, 4	SDA	Dane I² C
5, 6	GND	Zasilanie Uziemienie
7, 8	VCC	Zasilanie (3.3 V/5 V)

1.2 Źródło zegara
PmodIA posiada wewnętrzny oscylator, który generuje zegar 16.776 MHz do pracy urządzenia. Możesz użyć zewnętrznego zegara ładując IC4 na PmodIA i ustawiając bit 3 w rejestrze sterującym (adres rejestru 0x80 i 0x81).
Schemat PmodIA zawiera listę zalecanych oscylatorów. Schemat jest dostępny na stronie produktu PmodIA pod adresem www.digilentinc.com.
1.3 Konfigurowanie przemiatania częstotliwości
Impedancja elektryczna obwodu może zmieniać się w pewnym zakresie częstotliwości. PmodIA umożliwia łatwe ustawienie przemiatania częstotliwości w celu znalezienia charakterystyki impedancji obwodu. Najpierw musisz skonfigurować interfejs I² C pomiędzy płytą hosta a PmodIA. PmodIA wymaga trzech informacji do wykonania przemiatania częstotliwości: częstotliwości początkowej, liczby kroków w przemiataniu i przyrostu częstotliwości po każdym kroku. Parametry częstotliwości początkowej i przyrostu na krok są przechowywane jako słowa 24-bitowe. Parametr liczby kroków zapisywany jest jako słowo 9-bitowe.
Można zaprogramować głośność międzyszczytowątage częstotliwości wyjściowej w przemiataniu poprzez ustawienie bitów 10 i 9 w rejestrze sterującym. Szczyt do szczytu objtage należy odpowiednio ustawić w odniesieniu do testu impedancji. Ma to na celu uniknięcie wewnętrznych op-amps od próby dostarczenia objętości wyjściowejtage lub prąd przekraczający ich maksymalne możliwości. Zaleca się, aby w przypadku użycia 20-omowego rezystora sprzężenia zwrotnego do ustawienia wartości szczytowej na szczytową objtage na 200 mV lub 400 mV, a w przypadku korzystania z rezystora sprzężenia zwrotnego 100 kΩ, ustaw wartość szczytową na wartość szczytowątage przy 1V.
Po wzbudzeniu obwodu osiągnięcie stanu ustalonego zajmuje trochę czasu. Można zaprogramować czas ustalania dla każdego punktu przemiatania częstotliwości, wpisując wartość do rejestrów o adresach 0x8A i 0x8B. Wartość ta reprezentuje liczbę okresów częstotliwości wyjściowej, które przetwornik analogowo-cyfrowy zignoruje przed uruchomieniem sampodpowiada pasmo przenoszenia. (Zobacz tabelę 2, aby zapoznać się z listą rejestrów i odpowiadających im parametrów.)

Adres rejestrowy	Parametr
0x80, 0x81	Rejestr kontrolny (bit-10 i bit-9 ustawiają głośność międzyszczytową).tage dla częstotliwości wyjściowej).
0x82, 0x83, 0x84	Częstotliwość początkowa (Hz)
0x85, 0x86, 0x87	Przyrost na krok (Hz)
0x88, 0x89	Liczba kroków w cyklu
0x8A, 0x8B	Czas ustalania (liczba okresów częstotliwości wyjściowej)

Możesz obliczyć 24-bitowe słowo do przechowywania w adresach rejestrów dla parametrów częstotliwości początkowej i przyrostu na krok, korzystając z poniższych równań kodu częstotliwości początkowej i kodu przyrostu częstotliwości. Te równania i więcej informacji można również znaleźć w arkuszu danych AD5933.

Po ustawieniu tych parametrów wykonaj następujące kroki, aby rozpocząć przemiatanie częstotliwości (parafraza z arkusza danych AD5933):

1. Wejdź w tryb gotowości, wysyłając polecenie gotowości do rejestru sterującego.
2. Wejdź w tryb inicjowania, wysyłając polecenie inicjowania z częstotliwością startową do rejestru sterującego.
   Dzięki temu mierzony obwód może osiągnąć stan ustalony.
3. Rozpocznij przemiatanie częstotliwości, wysyłając polecenie rozpoczęcia przemiatania częstotliwości do rejestru sterującego.

1.4 Obliczenia impedancji
Przetwornik analogowo-cyfrowy sampzmniejsza charakterystykę częstotliwościową nieznanych impedancji z szybkością do 1 MSPS z 12-bitową rozdzielczością dla każdego punktu przemiatania częstotliwości. Przed zapisaniem pomiarów, PmodIA przeprowadza dyskretną transformatę Fouriera (DFT) na sampdane diodowe (1,024 sampdla każdego kroku częstotliwości). Dwa rejestry przechowują wynik DFT: rejestr rzeczywisty i rejestr urojony.
Impedancja elektryczna zawiera zarówno liczby rzeczywiste, jak i urojone. W formie kartezjańskiej impedancję można wyrazić równaniem:

z = Rzeczywiste + j ∗Wyimaginowane

Gdzie Rzeczywisty jest składnikiem rzeczywistym, Wyimaginowany jest składnikiem urojonym, a ? jest liczbą urojoną (równoważną i = √−1 w matematyce). Można również przedstawić impedancję w postaci biegunowej:

Impedancja = |z|∠θ

Gdzie |Z| to wielkość, a ∠θ to kąt fazowy:

PmodIA nie wykonuje żadnych obliczeń. Po każdym DFT urządzenie nadrzędne musi odczytać wartości z rejestrów Rzeczywistego i Urojonego.
Aby obliczyć rzeczywistą impedancję, należy wziąć pod uwagę wzmocnienie. Możesz znaleźć byłegoampObliczenie współczynnika wzmocnienia w arkuszu danych AD9533.
1.5 Odczyty temperatury
PmodIA posiada samodzielny, 13-bitowy czujnik temperatury do monitorowania temperatury urządzenia. Więcej informacji na temat sterowania tym modułem można znaleźć w arkuszu danych AD5933.
1.6 Zarejestruj adresy
Arkusz danych AD5933 zawiera pełną tabelę adresów rejestrów.

Wymiary fizyczne

Kołki na głowicy pinów są oddalone od siebie o 100 mil. Płytka drukowana ma 1.6 cala długości po bokach równoległych do styków w głowicy pinów i 0.8 cala długości po bokach prostopadłych do głowicy pinów.

Pobrano z Arrow.com.
Prawa autorskie Digilent, Inc. Wszelkie prawa zastrzeżone.
Inne wymienione nazwy produktów i firm mogą być znakami towarowymi ich odpowiednich właścicieli.
1300 Henley Court
Pullman, Waszyngton 99163
509.334.6306
www.digilentinc.com

Dokumenty / Zasoby

DIGILENT PmodIA z zewnętrznymi płytkami mikrokontrolera zegara [plik PDF] Instrukcja obsługi PmodIA z płytkami mikrokontrolera zegara zewnętrznego, PmodIA, z płytkami mikrokontrolera zegara zewnętrznego, płytki mikrokontrolera zegara zewnętrznego, płytki mikrokontrolera zegara, płytki mikrokontrolera, płytki

Odniesienia

• Instrukcja obsługi