Manuale dell'utente del dispositivo IO multifunzionale APEX WAVES NI PCI-1200 per computer con bus PCI

 

DAQ
Manuale utente NI PCI-1200
Dispositivo I/O multifunzionale per computer con bus PCI

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Francia 01 48 14 24 24, Germania 089 741 31 30, Grecia 30 1 42 96 427, Hong Kong 2645 3186,
India 91 80 4190000, Israele 03 6393737, Italia 02 413091, Giappone 03 5472 2970, Corea 02 3451 3400,
Malesia 603 9596711, Messico 001 800 010 0793, Paesi Bassi 0348 433466, Nuova Zelanda 09 914 0488,
Norvegia 32 27 73 00, Polonia 0 22 3390 150, Portogallo 351 210 311 210, Russia 095 238 7139,
Singapore 6 2265886, Slovenia 386 3 425 4200, Sudafrica 11 805 8197, Spagna 91 640 0085,
Svezia 08 587 895 00, Svizzera 056 200 51 51, Taiwan 02 2528 7227, Regno Unito 01635 523545
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NI PCI-1200 è garantito contro difetti nei materiali e nella lavorazione per un periodo di un anno dalla data di spedizione, come evidenziato da ricevute o altra documentazione. National Instruments, a sua discrezione, riparerà o sostituirà l'apparecchiatura che risulta essere difettosa durante il periodo di garanzia. Questa garanzia include parti e manodopera.

I supporti su cui si riceve il software National Instruments sono garantiti per non mancare di eseguire le istruzioni di programmazione, a causa di difetti nei materiali e nella lavorazione, per un periodo di 90 giorni dalla data di spedizione, come evidenziato da ricevute o altra documentazione. National Instruments, a sua discrezione, riparerà o sostituirà i supporti software che non eseguono le istruzioni di programmazione se National Instruments riceve notifica di tali difetti durante il periodo di garanzia. National Instruments non garantisce che il funzionamento del software sarà ininterrotto o privo di errori.

Un numero di autorizzazione alla restituzione del materiale (RMA) deve essere ottenuto dalla fabbrica e chiaramente indicato all'esterno del pacco prima che qualsiasi apparecchiatura venga accettata per il lavoro in garanzia. National Instruments pagherà le spese di spedizione per la restituzione al proprietario delle parti coperte da garanzia.

National Instruments ritiene che le informazioni contenute nel presente documento siano accurate. Il documento è stato attentamente riviewed per precisione tecnica. Nel caso in cui esistano errori tecnici o tipografici, National Instruments si riserva il diritto di apportare modifiche alle successive edizioni di questo documento senza preavviso ai detentori di questa edizione. Il lettore dovrebbe consultare National Instruments se si sospettano errori. In nessun caso National Instruments potrà essere ritenuta responsabile per eventuali danni derivanti da o correlati a questo documento o alle informazioni in esso contenute.

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Informazioni su questo manuale

Questo manuale descrive gli aspetti elettrici e meccanici del dispositivo di acquisizione dati (DAQ) PCI-1200 di National Instruments e contiene informazioni relative al suo funzionamento e programmazione. NI PCI-1200 è un dispositivo multifunzione analogico, digitale e di temporizzazione a basso costo. NI PCI-1200 è un membro della serie PCI di dispositivi di espansione per computer con bus PCI di National Instruments. Questi dispositivi sono progettati per l'acquisizione e il controllo dei dati ad alte prestazioni per applicazioni nei test di laboratorio, nei test di produzione e nel monitoraggio e controllo dei processi industriali.

Convenzioni utilizzate in questo manuale

Documentazione sugli strumenti nazionali
Il Manuale utente PCI-1200 è una parte della documentazione del tuo
Sistema DAQ. Potresti avere diversi tipi di manuali, a seconda dell'hardware e del software del tuo sistema. Utilizza i manuali che hai come segue:

• Introduzione a SCXI: se si utilizza SCXI, questo è il primo manuale da leggere. Dà un overview del sistema SCXI e contiene le informazioni più comunemente necessarie per i moduli, lo chassis e il software.
• Manuale dello chassis SCXI: se si utilizza SCXI, leggere questo manuale per informazioni sulla manutenzione dello chassis e istruzioni di installazione.
• Manuali utente hardware SCXI: se si utilizza SCXI, leggere questi manuali successivi per informazioni dettagliate sulle connessioni dei segnali e sulla configurazione del modulo. Spiegano inoltre in maggior dettaglio come funziona il modulo e contengono suggerimenti per l'applicazione.
• Manuali utente hardware DAQ: questi manuali contengono informazioni dettagliate sull'hardware DAQ collegato o collegato al computer. Utilizzare questi manuali per istruzioni sull'installazione e la configurazione dell'hardware, informazioni sulle specifiche dell'hardware DAQ e suggerimenti sull'applicazione.
• Documentazione del software: esampi file di documentazione software che potresti avere sono LabVIEW o set di documentazione LabWindows/CVI e la documentazione NI-DAQ. Dopo aver configurato il sistema hardware, utilizzare il software applicativo (LabVIEW o LabWindows/CVI) o la documentazione NI-DAQ per aiutarti a scrivere la tua applicazione. Se disponi di un sistema grande e complicato, vale la pena consultare la documentazione del software prima di configurare l'hardware.
• Guide o manuali di installazione degli accessori: se si utilizzano prodotti accessori, leggere le guide di installazione della morsettiera e del gruppo cavi e i manuali utente degli accessori. Spiegano come collegare fisicamente i pezzi rilevanti del sistema. Consultare queste guide quando si effettuano i collegamenti.

Documentazione correlata
I seguenti documenti contengono informazioni che potrebbero essere utili:

• Tutorial NI Developer Zone, Considerazioni sul cablaggio di campo e sul rumore per i segnali analogici, disponibile su ni.com/zone
• Specifiche del bus locale PCI, revisione 2.2, disponibile su pcisig.com
• Il manuale tecnico di riferimento per il computer

 

1. Introduzione

Questo capitolo descrive NI PCI-1200, elenca ciò di cui hai bisogno per iniziare, le scelte di programmazione del software e le apparecchiature opzionali e spiega come costruire cavi personalizzati e disimballare NI PCI-1200. Informazioni sull'NI PCI-1200

Grazie per aver acquistato NI PCI-1200, un dispositivo multifunzione analogico, digitale e di temporizzazione a basso costo e ad alte prestazioni per computer con bus PCI.

NI PCI-1200 dispone di otto canali di ingresso analogico (AI) configurabili come otto ingressi single-ended o quattro differenziali, un convertitore A/D (ADC) ad approssimazioni successive a 12 bit, due convertitori D/A a 12 bit (DAC) con voltage, 24 linee di I/O digitali (DIO) compatibili con TTL e tre contatori/timer a 16 bit per la temporizzazione I/O (TIO). Le specifiche dettagliate NI PCI-1200 si trovano nell'Appendice A, Specifiche.

Cosa ti serve per iniziare
Per configurare e utilizzare NI PCI-1200, sono necessari i seguenti elementi:
❑ Un computer
❑ Dispositivo NI PCI-1200
❑ Manuale utente NI PCI-1200
❑ Uno dei seguenti pacchetti software e documentazione:
- LaboratorioVIEW per Macintosh o Windows
– Studio di misura per Windows
– NI-DAQ per Macintosh o Windows

Scelte di programmazione del software
Quando si programma l'hardware DAQ di National Instruments, è possibile utilizzare un ambiente di sviluppo applicazioni (ADE) NI o altri ADE. In entrambi i casi, utilizzi NI-DAQ.

NI-DAQ
NI-DAQ, fornito con NI PCI-1200, dispone di un'ampia libreria di funzioni che è possibile richiamare da ADE. Queste funzioni consentono di utilizzare tutte le funzionalità di NI PCI-1200.

NI-DAQ esegue molte delle interazioni complesse, come gli interrupt di programmazione, tra il computer e l'hardware DAQ. NI-DAQ mantiene un'interfaccia software coerente tra le sue diverse versioni in modo da poter cambiare piattaforma con modifiche minime al codice. Sia che tu stia utilizzando LabVIEW, Measurement Studio o altri ADE, l'applicazione utilizza NI-DAQ, come illustrato nella Figura 1-1.

Figura 1-1. La relazione tra l'ambiente di programmazione, NI-DAQ e l'hardware

Per scaricare una copia gratuita della versione più recente di NI-DAQ, fare clic su Download Software su ni.com.

Software ADE della National Instruments
LaboratorioVIEW presenta grafica interattiva, un'interfaccia all'avanguardia e un potente linguaggio di programmazione grafica. Il laboratorioVIEW Data Acquisition VI Library, una serie di strumenti virtuali per l'utilizzo di LabVIEW con l'hardware DAQ di National Instruments, è incluso con LabVIEW. Measurement Studio, che include LabWindows/CVI, strumenti per Visual C++ e strumenti per Visual Basic, è una suite di sviluppo che consente di utilizzare ANSI C, Visual C++ e Visual Basic per progettare il software di test e misurazione. Per gli sviluppatori C, Measurement Studio include LabWindows/CVI, un ambiente di sviluppo di applicazioni ANSI C completamente integrato che presenta grafica interattiva e librerie LabWindows/CVI Data Acquisition e Easy I/O. Per gli sviluppatori Visual Basic, Measurement Studio offre una serie di controlli ActiveX per l'utilizzo dell'hardware DAQ di National Instruments. Questi controlli ActiveX forniscono un'interfaccia di programmazione di alto livello per la creazione di strumenti virtuali. Per gli sviluppatori Visual C++, Measurement Studio offre un set di classi e strumenti Visual C++ per integrare tali classi nelle applicazioni Visual C++. Le librerie, i controlli ActiveX e le classi sono disponibili con Measurement Studio e NI-DAQ.

Utilizzo del laboratorioVIEW o Measurement Studio riduce notevolmente i tempi di sviluppo dell'applicazione di acquisizione e controllo dati.

Attrezzatura opzionale
NI offre una varietà di prodotti da utilizzare con il dispositivo NI PCI-1200, inclusi cavi, blocchi connettori e altri accessori, come segue:

• Cavi schermati e gruppi di cavi
• Blocchi connettori, cavi bus RTSI, terminali a vite da 50 schermati e da 68 pin
• Moduli SCXI e accessori per l'isolamento, ampsegnali vivificanti, eccitanti e multiplex per relè e uscite analogiche. Con SCXI puoi condizionare e acquisire fino a 3,072 canali. Per utilizzare NI PCI-1200 con SCXI è necessario l'adattatore SCXI-1341.
• Moduli, dispositivi e accessori per il condizionamento del segnale a basso numero di canali, compreso il condizionamento per estensimetri e rilevatori di temperatura a resistenza (RTD), sistemi simultaneiample e tieni premuto e relè

Per ulteriori informazioni sulle apparecchiature opzionali disponibili da NI, fare riferimento a ni.com/catalog.

Cablaggio personalizzato
NI offre cavi e accessori per prototipare la tua applicazione o da utilizzare se cambi frequentemente le interconnessioni dei dispositivi.
Se desideri sviluppare il tuo cavo, tuttavia, potrebbero essere utili le seguenti linee guida:
• Per i segnali AI, i cavi schermati a doppino intrecciato per ciascuna coppia AI producono i migliori risultati, presupponendo che si utilizzino ingressi differenziali. Legare la schermatura di ciascuna coppia di segnali al riferimento di terra alla sorgente.
• È necessario instradare le linee analogiche separatamente dalle linee digitali.
• Quando si utilizza una schermatura del cavo, utilizzare schermature separate per le metà analogica e digitale del cavo. In caso contrario, si verificherà un accoppiamento di rumore nei segnali analogici da segnali digitali transitori.
Il connettore di accoppiamento per NI PCI-1200 è un connettore a nastro polarizzato a 50 posizioni con pressacavo. NI utilizza un connettore polarizzato (con chiave) per impedire la connessione involontaria capovolta a NI PCI-1200.

Disimballaggio
NI PCI-1200 viene spedito in un pacchetto antistatico per prevenire danni elettrostatici al dispositivo. Le scariche elettrostatiche (ESD) possono danneggiare diversi componenti del dispositivo. Per evitare tali danni durante la manipolazione del dispositivo, adottare le seguenti precauzioni:

Attenzione Non toccare mai i pin esposti dei connettori.
• Effettuare la messa a terra utilizzando una cinghia di messa a terra o tenendo un oggetto collegato a terra.
• Posizionare la confezione antistatica su una parte metallica del telaio del computer prima di rimuovere il dispositivo dalla confezione.

Rimuovere il dispositivo dalla confezione e ispezionare il dispositivo per verificare la presenza di componenti allentati o qualsiasi altro segno di danneggiamento. Avvisare NI se il dispositivo appare danneggiato in qualsiasi modo. Non installare un dispositivo danneggiato nel computer. Conservare NI PCI-1200 nella busta antistatica quando non in uso.

Informazioni sulla sicurezza
La sezione seguente contiene importanti informazioni sulla sicurezza da seguire durante l'installazione e l'utilizzo del prodotto.
Non utilizzare il prodotto in un modo non specificato in questo documento.
L'uso improprio del prodotto può comportare rischi. Se il prodotto viene danneggiato in qualsiasi modo, è possibile compromettere la protezione di sicurezza integrata nel prodotto. Se il prodotto è danneggiato, restituirlo a NI per la riparazione.
Se il prodotto è classificato per l'uso con sostanze pericolose voltages (>30 Vrms, 42.4 Vpk o 60 Vcc), potrebbe essere necessario collegare un filo di terra di sicurezza secondo le istruzioni di installazione. Fare riferimento all'Appendice A, Specifiche, per il volume massimotage valutazioni.
Non sostituire parti o modificare il prodotto. Utilizzare il prodotto solo con il telaio, i moduli, gli accessori e i cavi specificati nelle istruzioni di installazione. È necessario che tutte le coperture e i pannelli di riempimento siano installati durante il funzionamento del prodotto.
Non utilizzare il prodotto in un'atmosfera esplosiva o dove potrebbero essere presenti gas o fumi infiammabili. Utilizzare il prodotto solo a un livello di inquinamento pari o inferiore a quello indicato nell'Appendice A, Specifiche. L'inquinamento è un materiale estraneo allo stato solido, liquido o gassoso che può produrre una riduzione della rigidità dielettrica o della resistività superficiale. Quella che segue è una descrizione dei gradi di inquinamento:
• Il grado di inquinamento 1 significa che non si verifica alcun inquinamento o si verifica solo inquinamento secco e non conduttivo. L'inquinamento non ha alcuna influenza.
• Il grado di inquinamento 2 significa che nella maggior parte dei casi si verifica solo inquinamento non conduttivo. Occasionalmente, tuttavia, è necessario prevedere una conduttività temporanea causata dalla condensa.
• Grado di inquinamento 3 significa che si verifica un inquinamento conduttivo, oppure un inquinamento secco, non conduttivo, che diventa conduttivo a causa della condensa.

Pulire il prodotto con una spazzola morbida non metallica. Il prodotto deve essere completamente asciutto e privo di contaminanti prima di rimetterlo in servizio.

È necessario isolare le connessioni del segnale per il volume massimotage per il quale il prodotto è classificato. Non superare le valutazioni massime del prodotto.

Togliere l'alimentazione alle linee di segnale prima di effettuare il collegamento o lo scollegamento dal prodotto.

Utilizzare questo prodotto solo a una categoria di installazione pari o inferiore a quella indicata nell'Appendice A, Specifiche.

Di seguito la descrizione delle categorie di installazione:

• La Categoria di installazione I è per le misurazioni eseguite su circuiti non collegati direttamente a RETE1. Questa categoria è un livello di segnale come voltages su un dispositivo a filo stampato (PWB) sul secondario di un trasformatore di isolamento.
Exampi della Categoria di installazione I sono misurazioni su circuiti non derivati ​​dalla RETE e circuiti derivati ​​dalla RETE (interni) appositamente protetti.
• La categoria di installazione II riguarda le misurazioni eseguite su circuiti collegati direttamente alla presa a bassa tensionetage installazione. Questa categoria si riferisce alla distribuzione a livello locale come quella fornita da una presa a muro standard.
ExampI tipi di installazione di categoria II sono misurazioni su elettrodomestici, strumenti portatili e apparecchiature simili.
• La categoria di installazione III è per le misurazioni eseguite nell'installazione dell'edificio. Questa categoria è un livello di distribuzione che si riferisce alle apparecchiature cablate che non si basano sull'isolamento standard dell'edificio.
ExampI file della Categoria di installazione III includono misurazioni sui circuiti di distribuzione e sugli interruttori automatici. Altro esample di
La categoria di installazione III comprende cablaggi inclusi cavi, sbarre collettrici, scatole di giunzione, interruttori, prese nell'edificio/installazione fissa e apparecchiature per uso industriale, come motori fissi con collegamento permanente all'edificio/installazione fissa.
• La categoria di installazione IV è per le misurazioni eseguite alla sorgente del basso volumetage (<1,000 V) installazione.
Exampi della categoria di installazione IV sono contatori elettrici e misurazioni su dispositivi primari di protezione da sovracorrente e unità di controllo delle ondulazioni.

1 RETE è definita la rete di alimentazione elettrica alla quale l'apparecchiatura interessata è destinata a essere collegata sia per l'alimentazione dell'apparecchiatura che per scopi di misurazione.

Di seguito è riportato un diagramma di asampl'installazione.

 

2. Installazione e configurazione di NI PCI-1200

Questo capitolo descrive come installare e configurare NI PCI-1200.

Installazione del software
Se si utilizza NI-DAQ o software applicativo NI, fare riferimento alle istruzioni di installazione nella documentazione del software per installare e configurare il software.

Completare i seguenti passaggi per installare il software prima di installare NI PCI-1200.

1. Installare l'ambiente di sviluppo dell'applicazione (ADE), ad esempio LabVIEW o Measurement Studio, secondo le istruzioni contenute nel CD e nelle note di rilascio.
2. Installare NI-DAQ seguendo le istruzioni sul CD e la DAQ Quick Start Guide inclusa con NI PCI-1200.
   Nota È importante installare NI-DAQ prima di installare NI PCI-1200 per garantire che NI PCI-1200 venga rilevato correttamente.

Installazione dell'hardware
Di seguito sono riportate le istruzioni generali di installazione. Consultare il manuale utente del computer o del telaio o il manuale di riferimento tecnico per istruzioni e avvertenze specifiche sui nuovi dispositivi.
1. Spegni e scollega il computer.
2. Rimuovere il coperchio superiore o la porta di accesso al canale I/O.
3. Rimuovere il coperchio dello slot di espansione sul pannello posteriore del computer.
4. Mettiti a terra utilizzando un cavo di messa a terra o tenendo un oggetto collegato a terra. Seguire le precauzioni di protezione ESD descritte nella sezione Disimballaggio del Capitolo 1, Introduzione.

5. Inserire NI PCI-1200 in uno slot di sistema PCI non utilizzato. L'aderenza potrebbe essere stretta, ma non forzare il dispositivo in posizione.
6. Avvitare la staffa di montaggio NI PCI-1200 alla guida del pannello posteriore del computer o utilizzare le linguette laterali dello slot, se disponibili, per fissare NI PCI-1200 in posizione.
7. Riposizionare il coperchio superiore del computer. Verificare visivamente l'installazione.
Assicurati che il dispositivo non tocchi altri dispositivi o componenti e sia completamente inserito nello slot.
8. Collegare e accendere il computer.

Il dispositivo NI PCI-1200 è installato.

Configurazione del dispositivo
NI PCI-1200 è completamente configurabile via software. NI PCI-1200 è pienamente compatibile con la specifica PCI Local Bus, revisione 2.2. Pertanto, tutte le risorse del dispositivo vengono allocate automaticamente dal sistema. Per NI PCI-1200, questa allocazione include l'indirizzo di memoria di base e il livello di interrupt. Non è necessario eseguire alcuna procedura di configurazione dopo l'accensione del sistema.

Configurazione I/O analogici
All'accensione o dopo un reset del software, NI PCI-1200 è impostato sulla seguente configurazione:
• Modalità di ingresso single-ended referenziata
• Campo AI ±5 V (bipolare)
• Intervallo uscita analogica (AO) ±5 V (bipolare)
La Tabella 2-1 elenca tutte le configurazioni di I/O analogici disponibili per
NI PCI-1200 e mostra la configurazione in condizione di ripristino.

Tabella 2-1. Impostazioni I/O analogici

Entrambi i circuiti AI e AO sono configurabili via software. Fare riferimento alla documentazione del software per ulteriori informazioni sulla modifica di queste impostazioni.

Polarità dell'uscita analogica
NI PCI-1200 ha due canali di AO voltage al connettore I/O. È possibile configurare ciascun canale di uscita AO per l'uscita unipolare o bipolare. Una configurazione unipolare ha un intervallo da 0 a 10 V sull'uscita analogica. Una configurazione bipolare ha un intervallo compreso tra –5 e +5 V sull'uscita analogica. Inoltre, è possibile selezionare lo schema di codifica per ciascun DAC come complemento a due o binario diretto.

Se si seleziona un intervallo bipolare per un DAC, si consiglia la codifica del complemento a due. In questa modalità, i valori dei dati scritti nel canale AO vanno da F800 esadecimale (–2,048 decimale) a 7FF esadecimale (2,047 decimale). Se si seleziona un intervallo unipolare per un DAC, si consiglia la codifica binaria diretta. In questa modalità, i valori dei dati scritti sul canale AO vanno da 0 a FFF esadecimale (4,095 decimale).

Polarità dell'ingresso analogico
È possibile selezionare l'ingresso analogico su NI PCI-1200 per un intervallo unipolare (da 0 a 10 V) o bipolare (da –5 a +5 V). Inoltre, è possibile selezionare lo schema di codifica per l'ingresso analogico come complemento a due o binario diretto. Se si seleziona un intervallo bipolare, si consiglia la codifica del complemento a due. In questa modalità, l'ingresso –5 V corrisponde a F800 esadecimale (–2,048 decimale) e +5 V corrisponde a 7FF esadecimale (2,047 decimale). Se si seleziona una modalità unipolare, si consiglia la codifica binaria diretta. In questa modalità, l'ingresso 0 V corrisponde a 0 esadecimale e +10 V corrisponde a FFF esadecimale (4,095 decimale).

Modalità ingresso analogico
NI PCI-1200 dispone di tre modalità di input: modalità di input single-ended referenziato (RSE), modalità di input single-ended non referenziato (NRSE) e modalità di input differenziale (DIFF). Le configurazioni di ingresso single-ended utilizzano otto canali. La configurazione dell'ingresso DIFF utilizza quattro canali. La Tabella 2-2 descrive queste configurazioni.

Tabella 2-2. Modalità di ingresso analogico per NI PCI-1200

Durante la lettura delle sezioni seguenti, potrebbe essere utile fare riferimento alla sezione Collegamenti del segnale di ingresso analogico del capitolo 3, Collegamenti del segnale, che contiene i diagrammi che mostrano i percorsi del segnale per le tre configurazioni.

Modalità ingresso RSE (otto canali, condizione di ripristino)
Ingresso RSE significa che tutti i segnali di ingresso fanno riferimento a un punto di terra comune che è anche collegato alla terra AI PCI-1200 di NI. Il differenziale ampL'ingresso negativo del lifier è legato alla terra analogica. La modalità RSE è utile per misurare sorgenti di segnali flottanti. Con questa configurazione di input, NI PCI-1200 può monitorare otto canali AI.

Le considerazioni sull'utilizzo della modalità RSE sono discusse nel capitolo 3, Connessioni dei segnali. Si noti che in questa modalità, il percorso di ritorno del segnale è la massa analogica sul connettore attraverso il pin AISENSE/AIGND.

Modalità di ingresso NRSE (otto canali)
L'ingresso NRSE significa che tutti i segnali di ingresso fanno riferimento allo stesso volume di modo comunetage, che fluttua rispetto alla terra analogica NI PCI-1200. Questo voltage viene successivamente sottratto dalla strumentazione di input amplifier. La modalità NRSE è utile per misurare sorgenti di segnale riferite a terra.

Le considerazioni sull'utilizzo della modalità NRSE sono discusse nel capitolo 3, Connessioni dei segnali. Si noti che in questa modalità, il percorso di ritorno del segnale avviene attraverso il terminale negativo di amplifier al connettore tramite il pin AISENSE/AIGND.

Modalità ingresso DIFF (quattro canali)
Ingresso DIFF significa che ogni segnale di ingresso ha il proprio riferimento e viene misurata la differenza tra ciascun segnale e il suo riferimento. Al segnale e al suo riferimento viene assegnato ciascuno un canale di ingresso. Con questa configurazione di ingresso, NI PCI-1200 può monitorare quattro segnali AI differenziali. Le considerazioni sull'utilizzo della modalità DIFF sono discusse nel capitolo 3, Connessioni dei segnali. Notare che il percorso di ritorno del segnale passa attraverso il terminale negativo di amplifier e attraverso il canale 1, 3, 5 o 7, a seconda della coppia di canali selezionata.

 

3. Connessioni di segnale

Questo capitolo descrive come effettuare le connessioni dei segnali di ingresso e uscita a NI PCI-1200 tramite il connettore I/O del dispositivo e descrive in dettaglio le specifiche di temporizzazione I/O.
Il connettore I/O per NI PCI-1200 ha 50 pin che puoi collegare ad accessori a 50 pin.

Connettore I/O
La Figura 3-1 mostra le assegnazioni dei pin per il connettore I/O NI PCI-1200. Attenzione Non è necessario pilotare esternamente le linee DIO mentre il computer è spento; ciò potrebbe danneggiare il computer. NI non è responsabile per eventuali danni derivanti da connessioni di segnale che superano questi valori massimi. Le connessioni, incluso il collegamento dei segnali di alimentazione a terra e viceversa, che superano i valori massimi dei segnali di ingresso o uscita su NI PCI-1200 possono danneggiare NI PCI-1200 e il computer.

Capitolo 3 Collegamenti dei segnali

Figura 3-1. Assegnazioni dei pin del connettore I/O NI PCI-1200

Descrizioni delle connessioni del segnale
La seguente tabella descrive i pin del connettore I/O NI PCI-1200 in base al numero di pin e fornisce il nome del segnale e la descrizione di ciascun pin del connettore del segnale.

Tabella 3-1. Descrizioni dei segnali per i pin del connettore I/O NI PCI-1200

I pin del connettore sono raggruppati in pin del segnale AI, pin del segnale AO, pin del segnale DIO, pin del segnale TIO e connessioni di alimentazione. Le sezioni seguenti descrivono le linee guida per la connessione del segnale per ciascuno di questi gruppi.

Collegamenti del segnale di ingresso analogico
I pin da 1 a 8 sono pin di segnale AI per l'ADC a 12 bit. Il pin 9, AISENSE/AIGND, è un segnale comune analogico. È possibile utilizzare questo pin per un collegamento di terra dell'alimentazione analogica generale a NI PCI-1200 in modalità RSE o come percorso di ritorno in modalità NRSE. Il pin 11, AGND, è il punto di ritorno della corrente di polarizzazione per le misurazioni differenziali. I pin da 1 a 8 sono collegati agli otto canali AI single-ended del multiplexer di ingresso tramite resistori in serie da 4.7 kΩ. Pin 2, 4, 6 e 8 e anche collegati a un multiplexer di ingresso per la modalità DIFF.

Gli intervalli del segnale per gli ingressi ACH<7..0> con tutti i guadagni possibili sono mostrati nelle tabelle 3-2 e 3-3. Il superamento dell'intervallo del segnale di ingresso non danneggerà il circuito di ingresso purché il volume di ingresso massimo accesotage rating di ±35 V o spento voltagIl valore nominale di ±25 V non viene superato. NI PCI-1200 è garantito per resistere a input fino al volume di ingresso massimotage valutazione.

Attenzione Il superamento dell'intervallo del segnale di ingresso distorce i segnali di ingresso. Superamento del massimo
ingresso volumetagLa classificazione potrebbe danneggiare il dispositivo NI PCI-1200 e il computer. NI non è responsabile
per eventuali danni derivanti da tali collegamenti di segnale.

Tabella 3-2. Intervallo del segnale di ingresso analogico bipolare rispetto al guadagno

Tabella 3-3. Intervallo del segnale di ingresso analogico unipolare rispetto al guadagno

Il modo in cui colleghi i segnali AI a NI PCI-1200 dipende da come configuri i circuiti AI NI PCI-1200 e dal tipo di sorgente del segnale di ingresso. Con diverse configurazioni NI PCI-1200, è possibile utilizzare la strumentazione NI PCI-1200 amplifier in modi diversi. La Figura 3-2 mostra un diagramma della strumentazione NI PCI-1200 amppiù vivace.

Figura 3-2. Strumentazione NI PCI-1200 Amppiù vivace

La strumentazione NI PCI-1200 amplifier applica il guadagno, vol. di modo comunetage reiezione e impedenza di ingresso elevata per i segnali AI collegati a NI PCI-1200. I segnali vengono instradati agli ingressi positivo e negativo della strumentazione amplifier attraverso multiplexer di ingresso sul dispositivo. La strumentazione amplifier converte due segnali di ingresso in un segnale che è la differenza tra i due segnali di ingresso moltiplicata per l'impostazione del guadagno di amplificatore. Il ampvolume di uscita del filtrotage fa riferimento alla terra NI PCI-1200. L'ADC NI PCI-1200 misura questo volume di uscitatage quando esegue conversioni A/D.

Tutti i segnali devono essere riferiti a terra, sul dispositivo sorgente o su NI PCI-1200. Se si dispone di una sorgente mobile, è necessario utilizzare una connessione di ingresso con riferimento a terra su NI PCI-1200. Se si dispone di una sorgente collegata a terra, utilizzare una connessione di ingresso senza riferimento su NI PCI-1200.

Tipi di sorgenti di segnale
Quando si configura la modalità di ingresso di NI PCI-1200 e si effettuano le connessioni del segnale, determinare innanzitutto se la sorgente del segnale è mobile o con riferimento a terra. Questi due tipi di segnale sono descritti nelle sezioni seguenti.

Sorgenti di segnale fluttuanti
Una sorgente di segnale flottante non è collegata in alcun modo al sistema di terra dell'edificio ma ha un punto di riferimento di terra isolato. Alcuni exampi le di sorgenti di segnale flottanti sono uscite di trasformatori, termocoppie, dispositivi alimentati a batteria, uscite di isolatori ottici e dispositivi di isolamento amplificatori.

Collega il riferimento di terra di un segnale flottante alla terra AI PCI-1200 NI per stabilire un riferimento locale o integrato per il segnale. Altrimenti, il segnale di ingresso misurato varia o sembra fluttuare. Uno strumento o dispositivo che fornisce un'uscita isolata rientra nella categoria delle sorgenti di segnale flottante.

Sorgenti di segnale riferite a terra
Una sorgente di segnale con riferimento a terra è collegata in qualche modo alla terra del sistema dell'edificio ed è, pertanto, già collegata a un punto di terra comune rispetto a NI PCI-1200, presupponendo che il computer sia collegato allo stesso sistema di alimentazione. Le uscite non isolate di strumenti e dispositivi che si collegano al sistema di alimentazione dell'edificio rientrano in questa categoria. La differenza nel potenziale di terra tra due strumenti collegati allo stesso sistema di alimentazione dell'edificio è generalmente compresa tra 1 e 100 mV, ma può essere molto più elevata se i circuiti di distribuzione dell'alimentazione non sono collegati correttamente. Le istruzioni di collegamento che seguono per le sorgenti di segnale collegate a terra eliminano questa differenza di potenziale di terra dal segnale misurato.

Nota Se alimenti sia NI PCI-1200 che il computer con una fonte di alimentazione flottante
(come una batteria), il sistema potrebbe fluttuare rispetto alla messa a terra. In questo caso, tratta tutto
delle sorgenti del segnale come sorgenti fluttuanti.

Configurazioni degli ingressi
È possibile configurare NI PCI-1200 per la modalità di input RSE, NRSE o DIFF. Le sezioni seguenti discutono l'uso di misurazioni single-ended e differenziali e considerazioni per misurare sorgenti di segnale sia flottanti che con riferimento a terra. La Tabella 3-4 riassume le configurazioni di ingresso consigliate per entrambi i tipi di sorgenti di segnale.

Tabella 3-4. Riepilogo dei collegamenti degli ingressi analogici

Considerazioni sulla connessione differenziale (configurazione DIFF)
Le connessioni differenziali sono quelle in cui ogni segnale AI NI PCI-1200 ha il proprio segnale di riferimento o percorso di ritorno del segnale. Queste connessioni sono disponibili quando si configura NI PCI-1200 in modalità DIFF. Ogni segnale di ingresso è legato all'ingresso positivo della strumentazione amplifier, e il suo segnale di riferimento, o ritorno, è legato all'ingresso negativo della strumentazione amppiù vivace.

Quando si configura NI PCI-1200 per l'ingresso DIFF, ciascun segnale utilizza due degli ingressi multiplexer: uno per il segnale e uno per il segnale di riferimento.
Pertanto, quando si utilizza la modalità DIFF sono disponibili solo quattro canali AI.
Utilizzare la modalità di input DIFF quando è presente una delle seguenti condizioni:

• I segnali di ingresso sono di basso livello (meno di 1 V).
• I cavi che collegano i segnali a NI PCI-1200 sono più lunghi di 10 piedi.
• Tutti i segnali di ingresso richiedono un punto di riferimento di terra separato o un segnale di ritorno.
• I cavi del segnale viaggiano attraverso ambienti rumorosi.

Le connessioni di segnale differenziali riducono la captazione del rumore e aumentano il segnale di modo comune e la reiezione del rumore. Con queste connessioni, i segnali di ingresso possono fluttuare entro i limiti di modo comune della strumentazione di ingresso amppiù vivace.

Connessioni differenziali per sorgenti di segnale messe a terra
La Figura 3-3 mostra come collegare una sorgente di segnale con riferimento a terra a un NI PCI-1200 configurato per la modalità di ingresso DIFF. Le istruzioni di configurazione si trovano nella sezione Configurazione I/O analogici del capitolo 2, Installazione e configurazione di NI PCI-1200.

Figura 3-3. Connessioni di ingresso differenziali per sorgenti di segnale collegate a terra

Con questo tipo di connessione la strumentazione amplifier rifiuta sia il rumore di modo comune nel segnale che la differenza di potenziale di terra tra la sorgente del segnale e la terra NI PCI-1200 (mostrata come Vcm nella Figura 3-3).

Connessioni differenziali per sorgenti di segnale flottanti
La Figura 3-4 mostra come collegare una sorgente di segnale mobile a un NI PCI-1200 configurato per la modalità di ingresso DIFF. Le istruzioni di configurazione si trovano nella sezione Configurazione I/O analogici del capitolo 2, Installazione e configurazione di NI PCI-1200.

Figura 3-4. Connessioni di ingresso differenziali per sorgenti flottanti

I resistori da 100 kΩ mostrati nella Figura 3-4 creano un percorso di ritorno a terra per le correnti di polarizzazione della strumentazione amplifier. Se non esiste un percorso di ritorno, la strumentazione ampLe correnti di polarizzazione del lificatore caricano le capacità parassite, provocando una deriva incontrollabile e una possibile saturazione del circuito amppiù vivace.
Tipicamente vengono utilizzati valori da 10 a 100 kΩ.

Un resistore da ciascun ingresso a terra, come mostrato nella Figura 3-4, fornisce percorsi di ritorno della corrente di polarizzazione per un segnale di ingresso accoppiato in CA.

Se il segnale di ingresso è accoppiato in CC, è necessario solo il resistore che collega l'ingresso del segnale negativo a terra. Questa connessione non riduce l'impedenza di ingresso del canale AI.

Considerazioni sulla connessione a terminazione singola

Le connessioni single-ended sono quelle in cui tutti i segnali AI NI PCI-1200 fanno riferimento a una massa comune. I segnali di ingresso sono legati all'ingresso positivo della strumentazione amplifier e il punto di massa comune è legato all'ingresso negativo della strumentazione amppiù vivace.

Quando NI PCI-1200 è configurato per una modalità di ingresso single-ended (NRSE o RSE), sono disponibili otto canali AI. Utilizzare connessioni di ingresso a terminazione singola quando tutti i segnali di ingresso soddisfano le seguenti condizioni:

• I segnali di ingresso sono di livello alto (maggiore di 1 V).
• I cavi che collegano i segnali a NI PCI-1200 sono inferiori a 10 piedi.
• Tutti i segnali di ingresso condividono un segnale di riferimento comune (alla sorgente).

Se uno qualsiasi dei criteri precedenti non viene soddisfatto, utilizzare la configurazione di ingresso DIFF.

È possibile configurare via software NI PCI-1200 per due tipi di connessioni single-ended, configurazione RSE e configurazione NRSE. Utilizzare la configurazione RSE per sorgenti di segnale flottanti; in questo caso, NI PCI-1200 fornisce il punto di massa di riferimento per il segnale esterno. Utilizzare la configurazione NRSE per sorgenti di segnale con riferimento a terra; in questo caso, il segnale esterno fornisce il proprio punto di massa di riferimento e NI PCI-1200 non dovrebbe fornirne uno.

Connessioni single-ended per sorgenti di segnale flottanti (configurazione RSE) La Figura 3-5 mostra come collegare una sorgente di segnale flottante a un NI PCI-1200 configurato per la modalità RSE. Configurare il circuito AI PCI-1200 NI per l'ingresso RSE per effettuare questi tipi di connessioni. Le istruzioni di configurazione si trovano nella sezione Configurazione I/O analogici del capitolo 2, Installazione e configurazione di NI PCI-1200.

Connessioni a terminazione singola per sorgenti di segnale con messa a terra (configurazione NRSE)

Se misuri una sorgente di segnale con messa a terra con una configurazione single-ended, configura NI PCI-1200 nella configurazione di ingresso NRSE. Il segnale è collegato all'ingresso positivo della strumentazione NI PCI-1200 amplifier e il riferimento di terra locale del segnale sono collegati all'ingresso negativo della strumentazione NI PCI-1200 amplifier. Collegare quindi il punto di massa del segnale al pin AISENSE. Qualsiasi differenza di potenziale tra la terra NI PCI-1200 e la massa del segnale appare come un segnale di modo comune su entrambi gli ingressi positivo e negativo della strumentazione amplifier ed è quindi respinto dal amplifier. D'altra parte, se il circuito di ingresso dell'NI PCI-1200 fa riferimento a terra, come nella configurazione RSE, questa differenza nei potenziali di terra
appare come un errore nel volume misuratotage.

La Figura 3-6 mostra come collegare una sorgente di segnale con messa a terra a un NI PCI-1200 configurato in modalità di ingresso NRSE. Le istruzioni di configurazione sono incluse nella sezione Configurazione I/O analogici del capitolo 2, Installazione e configurazione di NI PCI-1200.

Figura 3-6. Connessioni di ingresso a terminazione singola per sorgenti di segnale con messa a terra

Considerazioni sul rifiuto del segnale di modo comune
Le Figure 3-4 e 3-6 mostrano le connessioni per sorgenti di segnale che fanno già riferimento a qualche punto di terra rispetto a NI PCI-1200. In questi casi, la strumentazione amplifier può rifiutare qualsiasi voltage causato dalle differenze del potenziale di terra tra la sorgente del segnale e NI PCI-1200. Inoltre, con connessioni di ingresso differenziali, la strumentazione amplifier può rifiutare la captazione del rumore di modo comune nei cavi che collegano le sorgenti del segnale a NI PCI-1200.

L'intervallo di ingresso di modo comune della strumentazione NI PCI-1200 amplifier è la grandezza del massimo segnale di modo comune che può essere rifiutato.

L'intervallo di ingresso di modo comune per NI PCI-1200 dipende dalla dimensione del segnale di ingresso differenziale, Vdiff = (Vin+) – (Vin–) e dall'impostazione del guadagno della strumentazione amplifier. In modalità unipolare, l'intervallo di ingresso differenziale è compreso tra 0 e 10 V. In modalità bipolare, l'intervallo di ingresso differenziale è compreso tra –5 e +5 V. Gli ingressi devono rimanere entro un intervallo compreso tra –5 e 10 V sia in modalità bipolare che unipolare.

Collegamenti del segnale di uscita analogica
I pin da 10 a 12 sul connettore I/O sono pin di segnale AO.
I pin 10 e 12 sono i pin di segnale DAC0OUT e DAC1OUT. DAC0OUT
è il voltage segnale di uscita per il canale AO 0. DAC1OUT è il voltage segnale di uscita per il canale AO 1.
Il pin 11, AGND, è il punto di riferimento di terra per i canali AO e AI.
Sono disponibili i seguenti intervalli di uscita:

• Uscita bipolare: ±5 V1
• Uscita unipolare: da 0 a 10 V1

La Figura 3-7 mostra come effettuare le connessioni del segnale AO.

Figura 3-7. Collegamenti del segnale di uscita analogica

Collegamenti dei segnali I/O digitali
I pin da 13 a 37 del connettore I/O sono pin di segnale DIO. DIO su NI PCI-1200 utilizza il circuito integrato 82C55A. L'82C55A è un'interfaccia periferica per uso generale contenente 24 pin I/O programmabili.
Questi pin rappresentano le tre porte a 8 bit (PA, PB e PC) dell'82C55A. I pin da 14 a 21 sono collegati alle linee digitali PA<7..0> per la porta DIO A. I pin da 22 a 29 sono collegati alle linee digitali PB<7..0> per la porta DIO B. I pin da 30 a 37 sono collegati alle linee digitali PC<7..0> per la porta DIO C. Il pin 13, DGND, è il pin di terra digitale per tutte e tre le porte DIO. Fare riferimento all'Appendice A, Specifiche, per il segnale voltage e le specifiche attuali.

Le seguenti specifiche e valori nominali si applicano alle linee DIO.
Tutti i volumitages sono rispetto a DGND.

Ingressi e uscite logiche

Figura 3-8. Connessioni I/O digitali

Nella Figura 3-8, la porta A è configurata per l'uscita digitale e le porte B e C sono configurate per l'ingresso digitale. Le applicazioni di ingresso digitale includono la ricezione

Segnali TTL e rilevamento degli stati dei dispositivi esterni, come lo stato dell'interruttore nella Figura 3-8. Le applicazioni di uscita digitale includono l'invio di segnali TTL e il pilotaggio di dispositivi esterni, come il LED nella Figura 3-8.

Connessioni dei pin della porta C
I segnali assegnati alla porta C dipendono dalla modalità in cui è programmato l'82C55A. Nella modalità 0, la porta C è considerata come due porte I/O a 4 bit. Nelle modalità 1 e 2, la porta C viene utilizzata per i segnali di stato e di handshake con due o tre bit I/O mescolati. La Tabella 3-5 riassume le assegnazioni dei segnali della porta C per ciascuna modalità programmabile.

Tabella 3-5. Assegnazioni dei segnali della porta C

Collegamenti di potenza
Il pin 49 del connettore I/O fornisce +5 V dall'alimentazione del computer tramite un fusibile autoripristinante. Il fusibile si ripristina automaticamente entro pochi secondi dalla rimozione della condizione di sovracorrente. Il pin 49 fa riferimento a DGND ed è possibile utilizzare +5 V per alimentare circuiti digitali esterni.
• Potenza nominale: 1 A da +4.65 a +5.25 V

Attenzione Non collegare direttamente questo pin di alimentazione da +5 V alla terra analogica o digitale o a qualsiasi altro voltage sorgente su NI PCI-1200 o qualsiasi altro dispositivo. Ciò potrebbe danneggiare il
NI PCI-1200 o il computer. NI non è responsabile per eventuali danni dovuti ad alimentazione errata
connessioni.

Collegamenti DAQ e segnali di temporizzazione per scopi generici
I pin da 38 a 48 del connettore I/O sono collegamenti per i segnali TIO. L'I/O di temporizzazione NI PCI-1200 utilizza due circuiti integrati contatore/timer 82C53. Un circuito, denominato 82C53(A), viene utilizzato esclusivamente per la temporizzazione DAQ, mentre l'altro, 82C53(B), è disponibile per uso generale. Utilizzare i pin da 38 a 40 e il pin 43 per trasportare segnali esterni per la temporizzazione DAQ. Questi
i segnali sono spiegati nella sezione Collegamenti di temporizzazione DAQ. I pin da 41 a 48 trasportano segnali di temporizzazione per uso generale da 82C53(B). Questi segnali sono spiegati nella sezione Collegamenti dei segnali di temporizzazione per scopi generali.

Connessioni di temporizzazione DAQ
Ciascun circuito contatore/timer 82C53 contiene tre contatori. Il contatore 0 sul contatore/timer 82C53(A), denominato A0, è comeampcontatore dell'intervallo le nelle conversioni A/D temporizzate. Il contatore 1 sul contatore/timer 82C53(A), denominato A1, è comeampcontatore le nelle conversioni A/D controllate. Pertanto, il contatore A1 interrompe l'acquisizione dei dati dopo un numero predefinito di samples. Questi contatori non sono disponibili per uso generale.

Invece del contatore A0, è possibile utilizzare EXTCONV* per effettuare conversioni temporali esterne. La Figura 3-9 mostra i requisiti di temporizzazione per l'ingresso EXTCONV*. Una conversione A/D viene avviata da un fronte di discesa su EXTCONV*.

 

Figura 3-9. EXTCONV* Temporizzazione del segnale

Il segnale di controllo esterno EXTTRIG può avviare una sequenza DAQ o terminare una sequenza DAQ in corso a seconda della modalità: posttrigger (POSTTRIG) o pretrigger (PRETRIG). Queste modalità sono selezionabili tramite software.

Nella modalità POSTTRIG, EXTTRIG funge da trigger esterno che avvia una sequenza DAQ. Quando si utilizza il contatore A0 per cronometrare sampgli intervalli, un fronte di salita su EXTTRIG avvia il contatore A0 e la sequenza DAQ. Quando usi EXTCONV* per cronometrare sampgli intervalli, l'acquisizione dei dati viene abilitata su un fronte di salita di EXTTRIG seguito da un fronte di salita su EXTCONV*. La prima conversione avviene sul successivo fronte di discesa di EXTCONV*. Ulteriori transizioni sulla linea EXTTRIG non hanno effetto finché non viene stabilita una nuova sequenza DAQ.

La Figura 3-10 mostra una possibile sequenza DAQ controllata utilizzando EXTCONV* ed EXTTRIG. Il fronte di salita di EXTCONV* che abilita le conversioni esterne deve verificarsi almeno 50 ns dopo il fronte di salita di EXTTRIG. La prima conversione avviene sul successivo fronte di discesa di EXTCONV*.

Figura 3-10. Temporizzazione DAQ posttrigger

Nella modalità PRETRIG, EXTTRIG funge da segnale pretrigger. I dati vengono acquisiti sia prima che dopo il verificarsi del segnale EXTTRIG. Le conversioni A/D sono abilitate dal software, che avvia l'operazione DAQ.

Tuttavia, la sampil contatore non viene avviato finché l'ingresso EXTTRIG non rileva un fronte di salita. Le conversioni restano abilitate fino al sampil contatore conta fino a zero. È possibile acquisire fino a 65,535 samples dopo il trigger di arresto. Il numero di sampi le acquisiti prima del trigger sono limitati solo dalla dimensione del buffer di memoria disponibile per l'acquisizione dei dati.

La Figura 3-11 mostra una sequenza di temporizzazione DAQ di pretrigger utilizzando EXTTRIG e EXTCONV*. L'operazione DAQ è stata avviata tramite il software.

Nota La sampil contatore è stato programmato per consentire cinque conversioni dopo la lievitazione
fronte sul segnale EXTTRIG. Ulteriori transizioni sulla linea EXTTRIG non hanno alcun effetto
finché non si avvia una nuova sequenza DAQ.

Figura 3-11. Temporizzazione DAQ pretrigger

Per l'acquisizione dei dati di scansione a intervalli, il contatore B1 determina l'intervallo di scansione. Invece di utilizzare il contatore B1, è possibile cronometrare esternamente l'intervallo di scansione tramite OUTB1. Se cronometri esternamente il sample, è necessario cronometrare anche esternamente l'intervallo di scansione. La Figura 3-12 mostra un esempioample di un'operazione DAQ a scansione a intervalli.

L'intervallo di scansione e il sampl'intervallo viene cronometrato esternamente tramite OUTB1 e EXTCONV*. I canali 1 e 0 dei multiplexer di ingresso vengono scansionati una volta durante ciascun intervallo di scansione. Il primo fronte di salita di EXTCONV* deve verificarsi almeno 50 ns dopo il fronte di salita su OUTB1. Il primo fronte di salita di EXTCONV* dopo il fronte di salita di OUTB1 abilita un segnale GATE interno che consente le conversioni.

La prima conversione avviene quindi sul successivo fronte di discesa di EXTCONV*. Il segnale GATE disabilita le conversioni per il resto dell'intervallo di scansione dopo che i canali desiderati sono stati scansionati. Fare riferimento alla sezione Modalità di acquisizione scansione a intervalli del capitolo 4, Teoria di funzionamento, per ulteriori informazioni sulla scansione a intervalli.

Figura 3-12. Temporizzazione del segnale di scansione a intervalli

Utilizzare il segnale di controllo esterno finale, EXTUPDATE*, per controllare esternamente l'aggiornamento del volume di uscitatage dei DAC a 12 bit e/o per generare un'interruzione temporizzata esternamente. Sono disponibili due modalità di aggiornamento, aggiornamento immediato e aggiornamento ritardato. Nella modalità di aggiornamento immediato, l'uscita analogica viene aggiornata non appena un valore viene scritto nel DAC. Se si seleziona la modalità di aggiornamento ritardato viene scritto un valore nel DAC; tuttavia, il corrispondente DAC voltage non viene aggiornato finché non viene rilevato un livello basso sul segnale EXTUPDATE*. Inoltre, se si abilita la generazione di interrupt, viene generato un interrupt ogni volta che viene rilevato un fronte di salita sul bit EXTUPDATE*.

Pertanto, è possibile eseguire la generazione di forme d'onda temporizzate esternamente e guidate da interrupt su NI PCI-1200. La linea EXTUPDATE* è suscettibile al rumore causato dalla commutazione delle linee e potrebbe generare false interruzioni. È necessario rendere la larghezza dell'impulso EXTUPDATE* quanto più breve possibile, ma maggiore di 50 ns.

La Figura 3-13 illustra una sequenza temporale di generazione della forma d'onda utilizzando il segnale EXTUPDATE* e la modalità di aggiornamento ritardato. I DAC vengono aggiornati da un livello alto sul segnale DAC OUTPUT UPDATE, che in questo caso viene attivato da un livello basso sulla linea EXTUPDATE*. CNTINT è il segnale che interrompe il computer. Questo interrupt viene generato sul fronte di salita di EXTUPDATE*. DACWRT è il segnale che scrive un nuovo valore nel DAC.

Figura 3-13. EXTUPDATE* Temporizzazione del segnale per l'aggiornamento dell'uscita DAC
Il volume massimo assolutotagLa potenza nominale in ingresso per i segnali EXTCONV*, EXTTRIG, OUTB1 e EXTUPDATE* è compresa tra –0.5 e 5.5 V rispetto a DGND.

Per ulteriori informazioni riguardanti le varie modalità di acquisizione dati e uscita analogica, fare riferimento al Capitolo 4, Teoria di funzionamento, o alla documentazione NI-DAQ.

Connessioni di segnali di temporizzazione per scopi generici
I segnali di temporizzazione per uso generale includono i segnali GATE, CLK e OUT per i tre contatori 82C53(B). I contatori/timer 82C53 possono essere utilizzati per applicazioni generiche come la generazione di impulsi e onde quadre, il conteggio di eventi e la misurazione dell'ampiezza dell'impulso, del time-lapse e della frequenza. Per queste applicazioni, i segnali CLK e GATE sul connettore I/O controllano i contatori. L'unica eccezione è il contatore B0, che ha un clock interno da 2 MHz.

Per eseguire la generazione di impulsi e onde quadre, programmare un contatore per generare un segnale di temporizzazione sul suo pin di uscita OUT. Per eseguire il conteggio degli eventi, programmare un contatore per contare i fronti di salita o di discesa applicati a uno qualsiasi degli ingressi CLK dell'82C53, quindi leggere il valore del contatore per determinare il numero di fronti che si sono verificati. È possibile abilitare o disabilitare l'operazione di conteggio controllando l'ingresso del gate. La Figura 3-14 mostra i collegamenti per una tipica operazione di conteggio degli eventi in cui viene utilizzato un interruttore per accendere e spegnere il contatore.

Figura 3-14. Applicazione di conteggio eventi con gate di commutazione esterno

La misurazione dell'ampiezza dell'impulso viene eseguita mediante controllo di livello. L'impulso che si desidera misurare viene applicato all'ingresso GATE del contatore. Il contatore viene caricato con il conteggio noto ed è programmato per il conto alla rovescia mentre il segnale all'ingresso GATE è alto. La larghezza dell'impulso è uguale alla differenza del contatore (valore caricato meno valore letto) moltiplicata per il periodo CLK.

Eseguire la misurazione time-lapse programmando un contatore in modo che venga applicato il gate. Viene applicato un fronte all'ingresso GATE del contatore per avviare il contatore. Programmare il contatore per iniziare a contare dopo aver ricevuto un fronte da basso a alto. Il tempo trascorso dalla ricezione del fronte è pari alla differenza del valore del contatore (valore caricato meno valore letto) moltiplicata per il periodo CLK.

Per eseguire la misurazione della frequenza, programmare un contatore con controllo di livello e contare il numero di fronti di discesa in un segnale applicato a un ingresso CLK. Il segnale di gate applicato all'ingresso GATE del contatore ha una durata nota. In questo caso, programmare il contatore per contare i fronti di discesa sull'ingresso CLK mentre viene applicato il gate. La frequenza del segnale di ingresso è quindi uguale al valore di conteggio diviso per il periodo di gate. La Figura 3-15 mostra i collegamenti per un'applicazione di misurazione della frequenza. In questa applicazione è inoltre possibile utilizzare un secondo contatore per generare il segnale di gate. Se si utilizza un secondo contatore è necessario invertire esternamente il segnale.

Figura 3-15. Applicazione di misurazione della frequenza

I segnali GATE, CLK e OUT per i contatori B1 e B2 sono disponibili sul connettore I/O. I pin GATE e CLK sono portati internamente fino a +5 V attraverso un resistore da 100 kΩ. Fare riferimento all'Appendice A, Specifiche, per il segnale voltage e le specifiche attuali.

La Figura 3-16 mostra i requisiti di temporizzazione per i segnali di ingresso GATE e CLK e le specifiche di temporizzazione per i segnali di uscita dell'82C53 OUT.

Figura 3-16. Segnali di temporizzazione per scopi generici

I segnali GATE e OUT nella Figura 3-16 fanno riferimento al fronte di salita del segnale CLK.

Specifiche di temporizzazione
Utilizzare le linee di handshake STB* e IBF per sincronizzare i trasferimenti di input.
Utilizzare le linee di handshake OBF* e ACK* per sincronizzare i trasferimenti di output.
I seguenti segnali vengono utilizzati nei diagrammi di temporizzazione delle modalità.

Tabella 3-6. Nomi dei segnali utilizzati nei diagrammi temporali

Modalità 1 Temporizzazione ingresso
Le specifiche temporali per un trasferimento di ingresso in modalità 1 sono le seguenti.

Figura 3-17. Specifiche di temporizzazione della modalità 1 per i trasferimenti di input

Modalità 1 Temporizzazione dell'uscita
Le specifiche temporali per un trasferimento di uscita in modalità 1 sono le seguenti.

Figura 3-18. Modalità 1 Specifiche di temporizzazione per i trasferimenti di output

Modalità 2 Timing bidirezionale
Le specifiche temporali per i trasferimenti bidirezionali in modalità 2 sono le seguenti.

Figura 3-19. Specifiche di temporizzazione della modalità 2 per i trasferimenti bidirezionali

 

4. Teoria del funzionamento

Questo capitolo spiega il funzionamento di ciascuna unità funzionale di NI PCI-1200.

Funzionaleview
Il diagramma a blocchi nella Figura 4-1 mostra un funzionale overview del dispositivo.

Figura 4-1. Schema a blocchi NI PCI-1200

I componenti principali di NI PCI-1200 sono i seguenti:
• Circuiti di interfaccia MITE PCI
• Circuiti TIO
• Circuiti AI
• Circuiti AO

• Circuiti DIO
• Circuiti di calibrazione

I dati interni e i bus di controllo collegano i componenti. Il resto di questo capitolo spiega la teoria del funzionamento di ciascun componente NI PCI-1200. I circuiti di calibrazione sono discussi nel capitolo 5, Calibrazione.

Circuiti di interfaccia PCI
Il circuito di interfaccia NI PCI-1200 è costituito dal chip di interfaccia MITE PCI e da un chip logico di controllo digitale. Il chip di interfaccia PCI MITE fornisce un meccanismo per consentire a NI PCI-1200 di comunicare con il bus PCI. Si tratta di un circuito integrato specifico per l'applicazione (ASIC) progettato da NI appositamente per l'acquisizione dati. Il chip logico di controllo digitale collega il chip di interfaccia MITE PCI con il resto del dispositivo. NI PCI-1200 è pienamente compatibile con le specifiche PCI Local Bus, revisione 2.2. Pertanto, l'indirizzo della memoria di base e il livello di interruzione del dispositivo vengono memorizzati all'interno del chip di interfaccia PCI MITE all'accensione. Non è necessario impostare interruttori o ponticelli. Il bus PCI è in grado di effettuare trasferimenti a 8 bit, 16 bit o 32 bit, ma NI PCI-1200 utilizza solo trasferimenti a 8 bit.

Figura 4-2. Circuiti di interfaccia PCI

NI PCI-1200 genera un interrupt nei seguenti cinque casi (ciascuno di questi interrupt viene abilitato e cancellato individualmente):
• Quando è possibile leggere una singola conversione A/D dalla memoria A/D FIFO
• Quando il FIFO A/D è pieno a metà
• Al termine di un'operazione DAQ, incluso quando si verifica un errore OVERFLOW o OVERRUN
• Quando il circuito DIO genera un'interruzione
• Quando viene rilevato un segnale di fronte di salita sul segnale di aggiornamento DAC

Tempistica
NI PCI-1200 utilizza due circuiti integrati contatore/timer 82C53 per la temporizzazione DAQ e DAC interna e per funzioni di temporizzazione I/O generiche. La Figura 4-3 mostra uno schema a blocchi di entrambi i gruppi di circuiti di temporizzazione (gruppi di contatori A e B).

Figura 4-3. Circuito di temporizzazione

Ciascun 82C53 contiene tre contatori/timer indipendenti a 16 bit e un registro di modalità a 8 bit. Ogni contatore ha un pin di ingresso CLK, un pin di ingresso GATE e un pin di uscita OUT. È possibile programmare tutti e sei i contatori/timer affinché funzionino in diverse modalità di temporizzazione.

Il primo gruppo di contatori/timer, gruppo A, comprende A0, A1 e A2. È possibile utilizzare questi tre contatori per la temporizzazione DAQ e DAC interna oppure è possibile utilizzare i tre segnali di temporizzazione esterni, EXTCONV*, EXTTRIG e EXTUPDATE*, per la temporizzazione DAQ e DAC.

Il secondo gruppo di contatori/timer, gruppo B, comprende B0, B1 e B2.

È possibile utilizzare i contatori B0 e B1 per la temporizzazione DAQ e DAC interna oppure è possibile utilizzare il segnale di temporizzazione esterno CLKB1 per la temporizzazione AI. Se non si utilizzano i contatori B0 e B1 per la temporizzazione interna, è possibile utilizzare questi contatori come contatori/timer per uso generale. Il contatore B2 è riservato all'uso esterno come contatore/timer per uso generale.

Per una descrizione più dettagliata del gruppo di contatori A e dei contatori B0 e B1, fare riferimento alle sezioni Ingresso analogico e Uscita analogica.

Ingresso analogico
NI PCI-1200 dispone di otto canali di ingresso analogico con
guadagno programmabile tramite software e conversione A/D a 12 bit. NI PCI-1200 contiene anche circuiti di temporizzazione DAQ per la temporizzazione automatica di più conversioni A/D e include opzioni avanzate come trigger esterno, gating e clock. La Figura 4-4 mostra uno schema a blocchi del circuito AI.

Figura 4-4. Circuiti di ingresso analogico

Circuiti di ingresso analogico
Il circuito AI è costituito da due multiplexer di ingresso AI, un circuito di selezione del contatore/guadagno del multiplexer (mux), un guadagno programmabile tramite software amplifier, un ADC a 12 bit e una memoria FIFO con estensione del segno a 16 bit. Uno dei multiplexer di ingresso dispone di otto canali AI (canali da 0 a 7). L'altro multiplexer è collegato ai canali 1, 3, 5 e 7 per la modalità differenziale. I multiplexer di ingresso forniscono la sovratensione dell'ingressotage protezione di ±35 V acceso e ±25 V spento.

I contatori mux controllano i multiplexer di ingresso. NI PCI-1200 può eseguire l'acquisizione dati a canale singolo o l'acquisizione dati scansionati multicanale. Queste due modalità sono selezionabili tramite software. Per l'acquisizione dati a canale singolo, selezionare il canale e il guadagno prima di avviare l'acquisizione dati. Queste impostazioni di guadagno e multiplexer rimangono costanti durante l'intero processo DAQ. Per l'acquisizione dei dati scansionati multicanale, selezionare il canale con il numero più alto e il guadagno prima di iniziare l'acquisizione dei dati. Quindi il contatore mux diminuisce dal canale con il numero più alto al canale 0 e ripete il processo. Pertanto è possibile eseguire la scansione da due a otto canali. Si noti che si utilizza la stessa impostazione di guadagno per tutti i canali nella sequenza di scansione.

Il guadagno programmabile amplifier applica il guadagno al segnale di ingresso, consentendo la creazione di un segnale analogico di ingresso amplificato prima di essere sampled e convertiti, aumentando così la risoluzione e la precisione della misurazione. La strumentazione ampil guadagno del lificatore è selezionabile tramite software. NI PCI-1200 fornisce guadagni di 1, 2, 5, 10, 20, 50 e 100.

Il circuito dither, quando abilitato, aggiunge circa 0.5 LSBrms di rumore gaussiano bianco al segnale da convertire nell'ADC. Questa aggiunta è utile per applicazioni che coinvolgono la media, per aumentare la risoluzione dell'NI PCI-1200 a più di 12 bit, come nella calibrazione. In tali applicazioni, che sono spesso di natura a frequenza più bassa, la modulazione del rumore viene ridotta e la linearità differenziale viene migliorata mediante l'aggiunta del dither. Per le applicazioni a 12 bit ad alta velocità che non implicano la media, è necessario disattivare il dithering perché aggiunge solo rumore.

Quando si effettuano misurazioni CC, ad esempio durante la calibrazione del dispositivo, abilitare il dithering e calcolare la media di circa 1,000 punti per eseguire un'unica lettura. Questo processo rimuove gli effetti della quantizzazione a 12 bit e riduce il rumore di misurazione, con conseguente miglioramento della risoluzione. Il dither, o rumore bianco additivo, ha l'effetto di forzare il rumore di quantizzazione a diventare una variabile casuale a media zero anziché una funzione deterministica dell'input.

NI PCI-1200 utilizza un ADC ad approssimazioni successive a 12 bit. La risoluzione a 12 bit del contatore gli consente di risolvere il suo intervallo di input in 4,095 passaggi diversi. L'ADC ha intervalli di ingresso di ±5 V e da 0 a 10 V. Una volta completata una conversione A/D, l'ADC sincronizza il risultato nel FIFO A/D. La FIFO A/D è larga 16 bit e profonda 4,096 parole. Questo FIFO funge da buffer per l'ADC. Il FIFO A/D può raccogliere fino a 4,096 valori di conversione A/D prima che qualsiasi informazione venga persa, consentendo così al software un po' di tempo per recuperare il ritardo con l'hardware. Se si memorizzano più di 4,096 valori nel FIFO A/D prima di leggerlo, si verifica una condizione di errore denominata overflow del FIFO A/D e si perdono le informazioni sulla conversione A/D.

L'uscita ADC può essere interpretata come binario diretto o in complemento a due, a seconda dello schema di codifica selezionato. Il binario diretto è lo schema di codifica consigliato per la modalità di ingresso unipolare. Con questo schema, i dati ADC vengono interpretati come un numero binario diretto a 12 bit con un intervallo compreso tra 0 e +4,095. Il complemento a due è lo schema di codifica consigliato per la modalità di ingresso bipolare. Con questo schema, i dati ADC vengono interpretati come un numero in complemento a due a 12 bit con un intervallo compreso tra –2,048 e +2,047. L'uscita dell'ADC viene quindi estesa del segno a 16 bit, provocando l'aggiunta di uno 0 iniziale o di una F iniziale (esadecimale), a seconda della codifica e del segno. Pertanto, i valori dei dati letti dalla FIFO hanno una larghezza di 16 bit.

Operazioni DAQ
Questo manuale utilizza la frase operazione di acquisizione dati (abbreviata come operazione DAQ) per fare riferimento a una sequenza di conversioni A/D temporizzate. NI PCI-1200 esegue operazioni DAQ in una delle tre modalità: modalità di acquisizione controllata, modalità di acquisizione a esecuzione libera e modalità di acquisizione a scansione a intervalli. NI PCI-1200 esegue l'acquisizione di dati scansionati sia a canale singolo che multicanale.

Il circuito di temporizzazione DAQ è costituito da vari clock e segnali di temporizzazione che controllano il funzionamento del DAQ. La temporizzazione DAQ è costituita da segnali che avviano un'operazione DAQ, cronometrano le singole conversioni A/D, gestiscono l'operazione DAQ e generano clock di scansione. L'operazione DAQ può essere temporizzata dal circuito di temporizzazione o da segnali generati esternamente. Queste due modalità di temporizzazione sono configurabili tramite software.

Le operazioni DAQ vengono avviate esternamente tramite EXTTRIG o tramite il controllo software. L'operazione DAQ viene terminata internamente dal contatore A1 del circuito contatore/timer 82C53 (A), che conta il numero totale di sample presi durante un'operazione controllata o tramite il controllo software in un'operazione a esecuzione libera.

Modalità di acquisizione controllata
NI PCI-1200 utilizza due contatori, il contatore A0 e il contatore A1, per eseguire operazioni DAQ in modalità di acquisizione controllata. Il contatore A0 conta sample intervalli, mentre il contatore A1 conta samples. In un'operazione DAQ in modalità di acquisizione controllata, il dispositivo esegue un numero specificato di conversioni, quindi l'hardware interrompe le conversioni. Il contatore A0 genera gli impulsi di conversione e il contatore A1 disattiva il contatore A0 una volta scaduto il conteggio programmato. Il numero di conversioni in una singola operazione DAQ in modalità di acquisizione controllata è limitato a un conteggio di 16 bit (65,535 conversioni).

Modalità di acquisizione con scansione a intervalli
NI PCI-1200 utilizza due contatori per l'acquisizione dei dati con scansione a intervalli. Il contatore B1 viene utilizzato per cronometrare l'intervallo di scansione. Contatore A0 volte la sampl'intervallo. Nelle operazioni AI di scansione a intervalli, le sequenze di scansione vengono eseguite a intervalli regolari e specificati. La quantità di tempo che trascorre tra scansioni consecutive all'interno della sequenza è sampl'intervallo. La quantità di tempo che trascorre tra sequenze di scansione consecutive è l'intervallo di scansione. LaboratorioVIEW, LabWindows/CVI, altri software applicativi e NI-DAQ supportano solo la scansione a intervalli multicanale.

Poiché la scansione a intervalli consente di specificare la frequenza con cui vengono eseguite le sequenze di scansione, è utile per le applicazioni in cui è necessario eseguire sampi dati a intervalli regolari ma relativamente poco frequenti. Per esample, a sample canale 1, attendere 12 μs, quindi sampil canale 0; e se vuoi ripetere questo processo ogni 65 ms, allora dovresti definire l'operazione come segue:

• Canale iniziale: ch1 (che fornisce una sequenza di scansione di "ch1, ch0")
• Sampintervallo sinistro: 12 μs
• Intervallo di scansione: 65 ms

Il primo canale non sarà sampcondotto fino all'una sampl'intervallo dall'impulso dell'intervallo di scansione. Poiché il tempo di conversione A/D è di 10 μs, sampL'intervallo deve essere almeno pari a questo valore per garantire il corretto funzionamento.

Acquisizione dati a canale singolo

NI PCI-1200 esegue un'operazione AI a canale singolo eseguendo una conversione A/D su un canale AI specificato ogni sampl'intervallo.

Le sampl'intervallo è la quantità di tempo che trascorre tra le successive conversioni A/D. Il sampL'intervallo è controllato esternamente da EXTCONV* o internamente dal contatore A0 del circuito di temporizzazione. Per specificare un'operazione AI a canale singolo, selezionare un canale AI e un'impostazione di guadagno per quel canale.

Acquisizione dati scansionati multicanale
NI PCI-1200 esegue un'operazione DAQ multicanale eseguendo ripetutamente la scansione di una sequenza di canali AI (lo stesso guadagno viene applicato a ciascun canale nella sequenza). I canali vengono scansionati in ordine consecutivo decrescente; il canale con il numero più alto è il canale iniziale e il canale 0 è l'ultimo canale nella sequenza.

Durante ciascuna sequenza di scansione, NI PCI-1200 esegue prima la scansione del canale iniziale (il canale con il numero più alto), quindi il canale successivo con il numero più alto e così via fino a quando non esegue la scansione del canale 0. NI PCI-1200 ripete queste sequenze di scansione finché l'operazione DAQ è terminata.

Per esempioample, se il canale 3 è specificato come canale iniziale, la sequenza di scansione è la seguente:
CAT3, CAN2, CAN1, CAN0, CAN3, CAN2, CAN1, CAN0, CAN3, CAN2, …

Per specificare la sequenza di scansione per un'operazione AI scansionata multicanale, selezionare il canale iniziale per la sequenza di scansione.

Tariffe DAQ
Velocità DAQ massime (numero di samples al secondo) sono determinati dal periodo di conversione dell'ADC più i samptempo di acquisizione le-and-hold. Durante la scansione multicanale, le velocità DAQ sono ulteriormente limitate dal tempo di assestamento dei multiplexer di ingresso e dal guadagno programmabile amplifier. Dopo che i multiplexer di ingresso sono stati commutati, il ampÈ necessario consentire al convertitore di stabilizzarsi sul nuovo valore del segnale di ingresso con una precisione di 12 bit prima di eseguire una conversione A/D, altrimenti la precisione di 12 bit non verrà raggiunta. Il tempo di assestamento è una funzione del guadagno selezionato.

La Tabella 4-1 mostra il tempo di assestamento consigliato per ciascuna impostazione di guadagno durante la scansione multicanale. La Tabella 4-2 mostra le velocità DAQ massime consigliate per l'acquisizione dati sia a canale singolo che multicanale. Per la scansione a canale singolo, questa velocità è limitata solo dal periodo di conversione ADC più i samptempo di acquisizione le-and-hold, specificato a 10 μs. Per l'acquisizione dati multicanale, l'osservanza delle velocità DAQ nella Tabella 4-2 garantisce una risoluzione a 12 bit. L'hardware è in grado di eseguire scansioni multiple a velocità superiori a quelle elencate nella Tabella 4-2, ma la risoluzione a 12 bit non è garantita.

Le velocità DAQ consigliate nella Tabella 4-2 presuppongono che voltagI livelli su tutti i canali inclusi nella sequenza di scansione rientrano nell'intervallo del guadagno specificato e sono gestiti da sorgenti a bassa impedenza.

Uscita analogica
NI PCI-1200 dispone di due canali di uscita D/A a 12 bit. Ciascun canale AO può fornire un'uscita unipolare o bipolare. NI PCI-1200 contiene anche circuiti di temporizzazione per la generazione di forme d'onda temporizzate esternamente o internamente. La Figura 4-5 mostra i circuiti AO.

Figura 4-5. Circuito di uscita analogica

Circuito di uscita analogica
Ciascun canale AO contiene un DAC a 12 bit. Il DAC in ciascun canale AO genera un voltage proporzionale al riferimento interno di 10 V moltiplicato per il codice digitale a 12 bit caricato nel DAC. Il voltagL'uscita dai due DAC è disponibile sui pin DAC0OUT e DAC1OUT.

È possibile programmare ciascun canale DAC per un volume unipolaretage o un'uscita bipolare voltage campo di uscita. Un'uscita unipolare fornisce un'uscita voltagL'intervallo va da 0.0000 a +9.9976 V. Un'uscita bipolare fornisce un volume di uscitatagL'intervallo è compreso tra –5.0000 e +4.9976 V. Per l'uscita unipolare, l'uscita 0.0000 V corrisponde a una parola di codice digitale pari a 0. Per l'uscita bipolare, l'uscita –5.0000 V corrisponde a una parola di codice digitale di F800 esadecimale. Un LSB è il voltagL'incremento corrispondente a una modifica LSB nella parola del codice digitale. Per entrambe le uscite:

Temporizzazione DAC
Esistono due modalità in cui è possibile aggiornare il DAC voltages. Nella modalità di aggiornamento immediato, l'uscita DAC voltage viene aggiornato non appena si scrive al DAC corrispondente. Nella modalità di aggiornamento ritardato, l'uscita DAC voltage non cambia finché non viene rilevato un livello basso dal contatore A2 del circuito di temporizzazione o da EXTUPDATE*. Questa modalità è utile per la generazione di forme d'onda. Queste due modalità sono selezionabili tramite software.

I/O digitale
La circuiteria DIO ha un circuito integrato 82C55A. L'82C55A è un'interfaccia periferica programmabile per uso generale contenente 24 pin I/O programmabili. Questi pin rappresentano le tre porte I/O a 8 bit (A, B e C) dell'82C55A, nonché PA<0..7>, PB<0..7> e PC<0..7 > sul connettore I/O NI PCI-1200. La Figura 4-6 mostra i circuiti DIO.

Figura 4-6. Circuiti I/O digitali

Tutte e tre le porte dell'82C55A sono compatibili con TTL. Quando abilitate, le porte di uscita digitale sono in grado di assorbire 2.5 mA di corrente e fornire 2.5 mA di corrente su ciascuna linea DIO. Quando le porte non sono abilitate, le linee DIO fungono da ingressi ad alta impedenza.

 

5. Calibrazione

Questo capitolo descrive le procedure di calibrazione per i circuiti I/O analogici NI PCI-1200. Tuttavia, NI PCI-1200 è calibrato in fabbrica e NI può ricalibrare il dispositivo se necessario. Per mantenere la precisione a 12 bit dei circuiti AI e AO NI PCI-1200, ricalibrare a intervalli di sei mesi.

Esistono quattro modi per eseguire le calibrazioni.

• Se hai LabVIEW, utilizzare il 1200 Calibrate VI. Questo VI si trova in
la tavolozza Calibrazione e configurazione.
• Se si dispone di LabWindows/CVI, utilizzare la funzione Calibrate_1200.
• Se non disponi di LabVIEW o LabWindows/CVI, utilizzare la funzione NI-DAQ Calibrate_1200.
• Utilizzare le proprie scritture a livello di registro sui DAC di calibrazione e sulla EEPROM. (Utilizzare questo metodo solo se NI-DAQ non supporta il proprio sistema operativo.)

Per calibrare utilizzando le scritture a livello di registro, è necessario utilizzare NI PCI-1200
Manuale del programmatore a livello di registro.

NI PCI-1200 è calibrato via software. Il processo di calibrazione prevede la lettura degli errori di offset e guadagno dalle aree dati AI e AO e la scrittura dei valori sui DAC di calibrazione appropriati per annullare gli errori. Sono presenti quattro DAC di calibrazione associati ai circuiti AI e quattro DAC di calibrazione associati ai circuiti AO. Una volta completato il processo di calibrazione, ciascun DAC di calibrazione ha un valore noto. Poiché questi valori vengono persi quando il dispositivo viene spento, vengono anche memorizzati nella EEPROM integrata per riferimento futuro.

Le informazioni di fabbrica occupano metà della EEPROM e sono protette da scrittura. La metà inferiore della EEPROM contiene quattro aree utente per i dati di calibrazione.

Quando NI PCI-1200 viene acceso o le condizioni in cui funziona cambiano, è necessario caricare i DAC di calibrazione con le costanti di calibrazione appropriate.

Se utilizzi NI PCI-1200 con NI-DAQ, LabVIEW, LabWindows/CVI o altro software applicativo, le costanti di calibrazione di fabbrica vengono caricate automaticamente nel DAC di calibrazione la prima volta che viene richiamata una funzione relativa a NI PCI-1200 e di nuovo ogni volta che si modifica la configurazione (che include il guadagno). Puoi, invece, scegliere di caricare i DAC di calibrazione con costanti di calibrazione dalle aree utente nella EEPROM oppure puoi ricalibrare NI PCI-1200 e caricare queste costanti direttamente nei DAC di calibrazione. Il software di calibrazione è incluso con NI PCI-1200 come parte del software NI-DAQ.

Calibrazione a guadagni più elevati
NI PCI-1200 ha un errore di guadagno massimo dello 0.8%. Ciò significa che se il dispositivo è calibrato su un guadagno pari a 1 e se il guadagno viene impostato su 100, nella lettura potrebbe verificarsi un errore massimo di 32 LSB. Pertanto, quando si ricalibra NI PCI-1200, è necessario eseguire la calibrazione del guadagno su tutti gli altri guadagni (2, 5, 10, 20, 50 e 100) e memorizzare i valori corrispondenti nell'area dati di calibrazione del guadagno utente dell'unità EEPROM, garantendo così un errore massimo dello 0.02% a tutti i guadagni. NI PCI-1200 è calibrato in fabbrica su tutti i guadagni e NI-DAQ carica automaticamente i valori corretti nei DAC di calibrazione ogni volta che si cambia guadagno.

Requisiti dell'attrezzatura di calibrazione
L'apparecchiatura utilizzata per calibrare NI PCI-1200 dovrebbe avere una precisione nominale di ±0.001%, ovvero 10 volte più precisa di NI PCI-1200. Tuttavia, sono accettabili apparecchiature di calibrazione con una precisione solo quattro volte superiore a quella di NI PCI-1200 e una precisione nominale di ±0.003%. L'imprecisione dell'apparecchiatura di calibrazione determina solo un errore di guadagno; l'errore di offset non viene influenzato.
Calibrare NI PCI-1200 con una precisione di misurazione di ±0.5 LSB, ovvero entro ±0.012% del suo intervallo di input.
Per la calibrazione AI, utilizzare un DC voltage sorgente, ad esempio un calibratore, con le seguenti specifiche:

• voltage da 0 a 10 V
• Precisione ±0.001% standard
±0.003% accettabile

Utilizzo della funzione di calibrazione
La funzione Calibrate_1200 e il 1200 Calibrate VI possono caricare i DAC di calibrazione con le costanti di fabbrica o le costanti definite dall'utente memorizzate nella EEPROM, oppure è possibile eseguire la propria calibrazione e caricare direttamente queste costanti nei DAC di calibrazione. Per utilizzare la funzione Calibrate_1200 o il VI Calibrate 1200 per la calibrazione AI, mettere a terra un canale AI sul connettore I/O per la calibrazione dell'offset e applicare un volume accuratotage riferimento ad un altro canale di ingresso per la calibrazione del guadagno. Dovresti prima configurare l'ADC per la modalità RSE, quindi per la polarità corretta con cui desideri eseguire l'acquisizione dei dati.

Per utilizzare la funzione Calibrate_1200 o il VI Calibrate 1200 per la calibrazione AO, le uscite DAC0 e DAC1 devono essere ripristinate e applicate ad altri due canali AI. È necessario innanzitutto configurare il circuito AI per RSE e per la polarità bipolare, quindi configurare il circuito AO per la polarità con cui si desidera eseguire la generazione della forma d'onda di uscita.

Fare riferimento alla documentazione del software per ulteriori dettagli sulla funzione Calibrate_1200 e 1200 Calibrate VI.

A. Specifiche

Questa appendice elenca le specifiche NI PCI-1200. Queste specifiche sono tipiche a 25 °C se non diversamente indicato.

Ingresso analogico
Caratteristiche di ingresso
Numero di canali ……………. 8 single-ended,
8 pseudodifferenziali, o 4 differenziali, selezionabili via software
Tipo di ADC………….. Approssimazione successiva
Delibera …………………. 12 bit, 1 su 4,096
Massimoamptariffa della spesa……………. 100 kS/s

Intervalli del segnale di ingresso

Accoppiamento di ingresso …………….DC

Caratteristiche di trasferimento

AmpCaratteristiche del lificatore

Impedenza di ingresso
Acceso normalmente ………… 100 G in parallelo con 50 pF
Spento………………………………. 4.7 chilometri al minuto
Sovraccarico……………… 4.7 k min
Corrente di polarizzazione in ingresso …………….. ±100 pA
Corrente di offset in ingresso…………… ±100 pA
CMRR……………………………. 70 dB, da CC a 60 Hz

Caratteristiche dinamiche
Larghezza di banda

Spiegazione delle specifiche dell'ingresso analogico
La precisione relativa è una misura della linearità di un ADC. Tuttavia, l'accuratezza relativa è una specifica più rigorosa rispetto a una specifica di non linearità. La precisione relativa indica la deviazione massima da una linea retta per la curva di trasferimento da ingresso analogico a uscita digitale. Se un ADC è stato calibrato perfettamente, questa linea retta è la funzione di trasferimento ideale e la relativa specifica di precisione indica la peggiore deviazione dall'ideale consentita dall'ADC.

Una specifica di precisione relativa di ±1 LSB è più o meno equivalente, ma non uguale, a una nonlinearità di ±0.5 LSB o a una specifica di nonlinearità integrale perché la precisione relativa comprende sia la nonlinearità che l'incertezza di quantizzazione variabile, una quantità spesso erroneamente ritenuta essere esattamente ±0.5 LSB . Sebbene l'incertezza di quantizzazione sia idealmente ±0.5 LSB, può essere diversa per ciascun possibile codice digitale ed è in realtà l'ampiezza analogica di ciascun codice. Pertanto, è più specifico utilizzare l’accuratezza relativa come misura della linearità piuttosto che utilizzare quella che normalmente viene chiamata non linearità, poiché l’accuratezza relativa garantisce che la somma dell’incertezza di quantizzazione e dell’errore di conversione A/D non superi un dato importo.

La non linearità integrale (INL) in un ADC è una specifica spesso mal definita che dovrebbe indicare la linearità complessiva del trasferimento A/D di un convertitore. Il produttore del chip ADC che NI utilizza su NI PCI-1200 ne specifica la non linearità integrale affermando che il centro analogico di qualsiasi codice non devia da una linea retta di più di ±1 LSB. Questa specifica è fuorviante perché, sebbene un centro del codice particolarmente ampio possa trovarsi entro ±1 LSB dall'ideale, uno dei suoi bordi potrebbe essere ben oltre ±1.5 LSB; pertanto, l'ADC avrebbe una precisione relativa di tale importo. NI testa i suoi dispositivi per garantire che soddisfino tutte e tre le specifiche di linearità definite in questa appendice.

La non linearità differenziale (DNL) è una misura della deviazione delle larghezze del codice dal valore teorico di 1 LSB. La larghezza di un dato codice è la dimensione dell'intervallo di valori analogici che possono essere immessi per produrre quel codice, idealmente 1 LSB. Una specifica di non linearità differenziale di ±1 LSB garantisce che nessun codice abbia una larghezza di 0 LSB (ovvero, nessun codice mancante) e che nessun codice abbia una larghezza superiore a 2 LSB.

Il rumore del sistema è la quantità di rumore vista dall'ADC quando non è presente alcun segnale all'ingresso del dispositivo. La quantità di rumore riportata direttamente (senza alcuna analisi) dall'ADC non è necessariamente la quantità di rumore reale presente nel sistema, a meno che il rumore non sia considerevolmente maggiore di 0.5 LSB rms. Un rumore inferiore a questa grandezza produce quantità variabili di sfarfallio e la quantità di sfarfallio osservata è una funzione di quanto vicino è la media reale del rumore a una transizione di codice. Se la media è vicina o in corrispondenza di una transizione tra i codici, l'ADC lampeggia uniformemente tra i due codici e il rumore è molto vicino a 0.5 LSB. Se la media è vicina al centro di un codice e il rumore è relativamente piccolo, si vede uno sfarfallio minimo o nullo e il rumore viene segnalato dall'ADC come quasi 0 LSB. Dalla relazione tra la media del rumore e l'entità rms misurata del rumore, è possibile determinare il carattere del rumore. NI ha determinato che il carattere del rumore nell'NI PCI-1200 è abbastanza gaussiano, quindi le specifiche del rumore fornite rappresentano la quantità di rumore gaussiano puro richiesto per produrre le nostre letture.

Spiegazione del Dither
Il circuito dither, quando abilitato, aggiunge circa 0.5 LSB rms di rumore gaussiano bianco al segnale da convertire nell'ADC. Questa aggiunta è utile per applicazioni, come la calibrazione, che implicano una media per aumentare la risoluzione di NI PCI-1200 a più di 12 bit. In tali applicazioni, che sono spesso di natura a frequenza più bassa, la modulazione del rumore viene ridotta e la linearità differenziale viene migliorata mediante l'aggiunta del dither. Per le applicazioni a 12 bit ad alta velocità che non implicano la media, il dithering dovrebbe essere disabilitato perché aggiunge solo rumore.

Quando si effettuano misurazioni CC, ad esempio durante la calibrazione del dispositivo, abilitare il dithering e calcolare la media di circa 1,000 punti per eseguire un'unica lettura.

Questo processo rimuove gli effetti della quantizzazione a 12 bit e riduce il rumore di misurazione, con conseguente miglioramento della risoluzione. Il dither, o rumore bianco additivo, ha l'effetto di forzare il rumore di quantizzazione a diventare una variabile casuale a media zero anziché una funzione deterministica dell'input.

Spiegazione delle tariffe DAQ
Le velocità DAQ massime (numero di S/s) sono determinate dal periodo di conversione dell'ADC più i samptempo di acquisizione le-and-hold, specificato a 10 μs. Durante la scansione multicanale, le velocità DAQ sono ulteriormente limitate dal tempo di assestamento dei multiplexer di ingresso e dal guadagno programmabile amplifier. Dopo che i multiplexer di ingresso sono stati commutati, il ampÈ necessario consentire al filtro di stabilizzarsi sul nuovo valore del segnale di ingresso con una precisione entro 12 bit. Il tempo di assestamento è una funzione del guadagno selezionato.

Uscita analogica

Spiegazione delle specifiche dell'uscita analogica
La precisione relativa in un sistema D/A è uguale alla non linearità perché non viene aggiunta alcuna incertezza a causa della larghezza del codice. A differenza di un ADC, ogni codice digitale in un sistema D/A rappresenta un valore analogico specifico anziché un intervallo di valori. La precisione relativa del sistema è quindi limitata alla deviazione peggiore dalla corrispondenza ideale (una linea retta), escluso il rumore. Se un sistema D/A è stato perfettamente calibrato, la specifica di precisione relativa riflette il suo errore assoluto nel caso peggiore. Il DNL in un sistema D/A è una misura della deviazione della larghezza del codice da 1 LSB.

In questo caso, la larghezza del codice è la differenza tra i valori analogici prodotti da codici digitali consecutivi. Una specifica di non linearità differenziale di ±1 LSB garantisce che l'ampiezza del codice sia sempre maggiore di 0 LSB (garantendo la monotonicità) ed è sempre inferiore a 2 LSB.

I/O digitale
Numero di canali ……………. 24 I/O (tre porte a 8 bit; utilizza PPI 82C55A)
Compatibilità …………….. TTL

Livelli logici digitali

I/O temporizzati
Numero di canali……………..3 contatori/timer
Protezione……………–da 0.5 a 5.5 V acceso, ±0.5 V spento

Risoluzione
Contatore/timer …………………16 bit
Compatibilità ………………TTL
Orologio base disponibile………….2 MHz
Precisione dell'orologio di base…………..±50 ppm max
Frequenza massima della sorgente………..8 MHz
Durata minima dell'impulso della sorgente ………………….125 ns
Durata minima dell'impulso di gate …………..50 ns

Livelli logici digitali

Interfaccia bus
Tipo ………………………………………………. Schiavo
Requisiti di potenza
Consumo energetico…………….. 425 mA a +5 V CC (±5%)
Alimentazione disponibile al connettore I/O ……….. da +4.65 a +5.25 V con fusibile a 1 A
Fisico
Dimensioni………………… 17.45 x 10.56 cm
(6.87 x 4.16 pollici)
Connettore I/O……………… 50 pin maschio

Massimo di lavoro Voltage
Vol. massimo di lavorotage si riferisce al segnale voltage più il vol di modo comunetage.

Canale-terra ………….42 V, Categoria di installazione II
Da canale a canale……………42 V, Categoria di installazione II

Ambientale
Temperatura di esercizio ……………………….da 0 a 50 °C
Temperatura di stoccaggio …………………………..–da 55 a 150 °C
Umidità………………………………………….Dal 5 al 90% RH, senza condensa
Altitudine massima……………………………..2,000 metri
Grado di inquinamento (solo uso interno) ………2

Sicurezza

NI PCI-1200 soddisfa i requisiti dei seguenti standard per le apparecchiature elettriche e di sicurezza per la misurazione, il controllo e l'uso in laboratorio:
• EN 61010-1:1993/A2:1995, IEC 61010-1:1990/A2:1995
• UL 3101-1:1993, UL 3111-1:1994, UL 3121:1998
• CAN/CSA c22.2 n. 1010.1:1992/A2:1997

Compatibilità elettromagnetica
Conformità CE, C-Tick e FCC Parte 15 (Classe A).
Emissioni elettriche ……………..EN 55011 Classe A a 10 m
FCC Parte 15A sopra 1 GHz
Immunità elettrica ……………..Valutata secondo EN 61326:1998, Tabella 1

Nota Per la piena conformità EMC, è necessario utilizzare questo dispositivo con un cablaggio schermato. Inoltre, tutte le coperture e i pannelli di riempimento devono essere installati. Fare riferimento alla Dichiarazione di conformità (DoC) di questo prodotto per qualsiasi ulteriore informazione sulla conformità normativa.

Per ottenere la dichiarazione di conformità di questo prodotto, fare clic su Dichiarazione di conformità su ni.com/hardref.nsf/. Questo Web Il sito elenca le dichiarazioni di conformità per famiglia di prodotti. Seleziona la famiglia di prodotti appropriata, seguita dal prodotto, e verrà visualizzato un collegamento alla DoC in formato Adobe Acrobat. Fare clic sull'icona Acrobat per scaricare o leggere la DoC.

 

B. Supporto tecnico e servizi professionali

Visita le seguenti sezioni di National Instruments Web sito ni.com per supporto tecnico e servizi professionali:
• Supporto: le risorse di supporto tecnico online includono quanto segue:
– Risorse di auto-aiuto: per risposte e soluzioni immediate, visita la nostra vasta libreria di risorse di supporto tecnico disponibile in inglese, giapponese e spagnolo su ni.com/support. Queste risorse sono disponibili per la maggior parte dei prodotti senza alcun costo per gli utenti registrati e includono driver e aggiornamenti software, una KnowledgeBase, manuali dei prodotti, procedure guidate passo passo per la risoluzione dei problemi, schemi hardware e documentazione di conformità, ad es.ampcodice file, tutorial e note applicative, driver degli strumenti, forum di discussione, un glossario di misurazione e così via.
– Opzioni di supporto assistito: contatta gli ingegneri NI e altri professionisti della misurazione e dell'automazione visitando ni.com/ask. Il nostro sistema online ti aiuta a definire la tua domanda e ti mette in contatto con gli esperti tramite telefono, forum di discussione o e-mail.
• Formazione: visita ni.com/custed per tutorial, video e CD interattivi di autoapprendimento. Puoi anche iscriverti a corsi pratici tenuti da istruttori in sedi in tutto il mondo.
• Integrazione di sistema: se hai vincoli di tempo, risorse tecniche interne limitate o altre sfide progettuali, i membri del NI Alliance Program possono aiutarti. Per saperne di più, chiama l'ufficio NI locale o visita ni.com/alliance.

Se hai effettuato una ricerca su ni.com e non sei riuscito a trovare le risposte di cui hai bisogno, contatta l'ufficio locale o la sede centrale NI. I numeri di telefono dei nostri uffici nel mondo sono elencati all'inizio di questo manuale. Puoi anche visitare la sezione Uffici nel mondo su ni.com/niglobal per accedere alla filiale Web siti che forniscono informazioni di contatto aggiornate, numeri di telefono di supporto, indirizzi e-mail ed eventi attuali.

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Riferimenti

• Manuale d'uso