Manuale di riferimento PmodIA™
Revisionato il 15 aprile 2016
Il presente manuale si applica al PmodIA rev. UN
Sopraview
PmodIA è un analizzatore di impedenza costruito attorno all'analizzatore di rete con convertitore di impedenza a 5933 bit AD12 di Analog Devices.
Le caratteristiche includono:
- Analizzatore di impedenza con convertitore di impedenza a 12 bit
- Misurare valori di impedenza compresi tra 100Ω e 10 MΩ.
- Scansione di frequenza programmabile
- Guadagno programmabile amppiù vivace
- Generazione di clock esterno opzionale
- PCB di piccole dimensioni per design flessibili 1.6 cm × 0.8 cm (4.1 × 2.0 pollici)
- Porta 2×4 pin con interfaccia I²C
- Segue le specifiche dell'interfaccia Digilent
- Biblioteca ed exampcodice le disponibile nel centro risorse
Il PmodIA.
Descrizione funzionale
PmodIA utilizza Analog Devices AD5933 con il generatore di frequenza integrato e il convertitore analogico-digitale (ADC) per essere in grado di eccitare un'impedenza esterna sconosciuta a una frequenza nota. Questa frequenza nota viene inviata attraverso uno dei connettori SMA. La risposta in frequenza viene catturata dall'altro connettore SMA e inviata all'ADC e viene eseguita una trasformata di Fourier discreta (DFT) su sampdati guidati, memorizzando le parti reali e immaginarie della soluzione nei registri dati su chip. Da queste due parole di dati è possibile calcolare l'entità dell'impedenza sconosciuta nonché la fase relativa dell'impedenza in ciascun punto della scansione di frequenza generata.
Interfaccia 1.1 I²C
Il PmodIA funge da dispositivo slave utilizzando il protocollo di comunicazione I² C. Lo standard di interfaccia I² C utilizza due linee di segnale. Questi sono i dati I² C e l'orologio I² C. Questi segnali vengono mappati rispettivamente ai dati seriali (SDA) e all'orologio seriale (SCL) sul PmodIA. (Vedere Tabella 1.) Le seguenti istruzioni spiegano come leggere e scrivere sul dispositivo.
È necessario considerare due protocolli durante la scrittura sul PmodIA: il byte di scrittura/comando e il byte di scrittura a blocchi. La scrittura di un singolo byte dal master allo slave richiede che il master avvii una condizione di avvio e invii l'indirizzo slave a 7 bit. È necessario mantenere basso il bit di lettura/scrittura per scrivere correttamente sul dispositivo slave. Il PmodIA dovrebbe impostare l'indirizzo dello slave come 0001101 (0x0D) all'avvio. Dopo che lo slave ha riconosciuto il suo indirizzo, il master deve inviare l'indirizzo del registro su cui vuole scrivere. Una volta che lo slave conferma la ricezione di questo indirizzo, il master invierà un singolo byte di dati che lo slave dovrà riconoscere con un bit di ritorno. Il master dovrebbe quindi emettere una condizione di arresto.
È inoltre possibile utilizzare questo protocollo per impostare un puntatore per un indirizzo di registro. Dopo che il master ha inviato l'indirizzo dello slave e il bit di scrittura e lo slave ha risposto con un bit di riconoscimento, il master invia un byte di comando del puntatore (10110000 o 0xB0). Lo slave asserirà un bit di riconoscimento e quindi il master invierà l'indirizzo del registro a cui puntare in memoria. La prossima volta che il dispositivo leggerà o scriverà dati in un registro, ciò avverrà a questo indirizzo.
Nota: Il puntatore deve essere impostato prima di utilizzare i protocolli di scrittura a blocchi o di lettura a blocchi.
È possibile eseguire un protocollo di scrittura a blocchi in modo simile all'impostazione di un puntatore. Inviare il comando di scrittura del blocco (10100000 o 0xA0) al posto del comando del puntatore e il numero di byte inviati (rappresentati come byte) prenderà il posto dell'indirizzo del registro con i successivi byte di dati indicizzati a zero. Utilizzare gli stessi due protocolli durante la lettura dei dati dal PmodIA: ricezione byte e blocco lettura.
| Connettore J1 – Comunicazioni I² C | ||
| Spillo | Segnale | Descrizione |
| 1, 2 | SCL | Orologio I²C |
| 3, 4 | SDA | Dati I²C |
| 5, 6 | Terra | Terra dell'alimentazione |
| 7, 8 | VCC | Alimentazione (3.3 V/5 V) |
1.2 Sorgente orologio
Il PmodIA ha un oscillatore interno che genera un clock da 16.776 MHz per far funzionare il dispositivo. È possibile utilizzare un orologio esterno caricando IC4 sul PmodIA e impostando il bit 3 nel registro di controllo (indirizzo di registro 0x80 e 0x81).
Lo schema PmodIA fornisce un elenco di oscillatori consigliati. Lo schema è disponibile dalla pagina del prodotto PmodIA all'indirizzo www.digilentinc.com.
1.3 Impostazione di una scansione di frequenza
L'impedenza elettrica, ?, di un circuito può variare in un intervallo di frequenze. Il PmodIA consente di impostare facilmente una scansione di frequenza per trovare le caratteristiche di impedenza di un circuito. Per prima cosa è necessario predisporre un'interfaccia I² C tra la scheda host e il PmodIA. Il PmodIA richiede tre informazioni per eseguire una scansione di frequenza: una frequenza iniziale, il numero di passaggi nella scansione e l'incremento di frequenza dopo ogni passaggio. La frequenza iniziale e i parametri di incremento per passo vengono memorizzati come parole a 24 bit. Il parametro del numero di passi viene memorizzato come una parola a 9 bit.
È possibile programmare il volume picco-piccotage della frequenza di uscita nello sweep impostando i bit 10 e 9 nel registro di controllo. Il voltagÈ necessario impostarlo adeguatamente in relazione al test di impedenza. Questo per evitare l'operazione internaamps dal tentativo di fornire un output voltageo corrente oltre la loro capacità massima. Si consiglia quando si utilizza il resistore di feedback da 20 ohm per impostare il volume picco-piccotage a 200 mV o 400 mV e quando si utilizza il resistore di feedback da 100 K-ohm, impostare il volume da picco a piccotagea 1V.
Una volta eccitato il circuito, occorre del tempo per raggiungere il suo stato stazionario. È possibile programmare un tempo di assestamento per ciascun punto nella scansione della frequenza scrivendo un valore negli indirizzi di registro 0x8A e 0x8B. Questo valore rappresenta il numero di periodi di frequenza di uscita che il convertitore analogico-digitale ignorerà prima di iniziare sampregolare la risposta in frequenza. (Vedere la Tabella 2 per un elenco dei registri e dei parametri corrispondenti.)
| Registra indirizzo | Parametro |
| 0x80, 0x81 | Registro di controllo (Bit-10 e Bit-9 impostano il volume picco-piccotage per la frequenza di uscita). |
| 0x82, 0x83, 0x84 | Frequenza iniziale (Hz) |
| 0x85, 0x86, 0x87 | Incremento per passo (Hz) |
| 0x88, 0x89 | Numero di passaggi nello spazzamento |
| 0x8A, 0x8B | Tempo di assestamento (numero di periodi di frequenza di uscita) |
È possibile calcolare la parola a 24 bit da memorizzare negli indirizzi di registro per la frequenza iniziale e i parametri di incremento per passo utilizzando le equazioni del codice della frequenza iniziale e del codice di incremento della frequenza riportate di seguito. È inoltre possibile trovare queste equazioni e ulteriori informazioni nella scheda tecnica AD5933.
Una volta impostati questi parametri, eseguire i seguenti passaggi per avviare la scansione della frequenza (parafrasata dalla scheda tecnica AD5933):
- Entra in modalità standby inviando il comando di standby al registro di controllo.
- Accedere alla modalità di inizializzazione inviando un comando di inizializzazione con frequenza di avvio al registro di controllo.
Ciò consente al circuito misurato di raggiungere il suo stato stazionario. - Avviare la scansione della frequenza inviando il comando di avvio della scansione della frequenza al registro di controllo.
1.4 Calcoli dell'impedenza
Il convertitore analogico-digitale sampmostra la risposta in frequenza da impedenze sconosciute fino a 1 MSPS con risoluzione a 12 bit per ogni punto nella scansione di frequenza. Prima di memorizzare le misurazioni, PmodIA esegue una trasformata discreta di Fourier (DFT) sugli sampdati led (1,024 sample per ogni passo di frequenza). Due registri memorizzano il risultato della DFT: il registro reale e il registro immaginario.
L'impedenza elettrica contiene sia numeri reali che immaginari. In forma cartesiana, puoi esprimere l'impedenza con l'equazione:
z = Reale + j ∗Immaginario
Dove Reale è la componente reale, Immaginario è la componente immaginaria e ? è un numero immaginario (equivalente a i = √−1, in matematica). Puoi anche rappresentare l'impedenza in forma polare:
Impedenza = |z|∠θ
Dove |Z| è la magnitudo e ∠θ è l'angolo di fase:
Il PmodIA non effettua alcun calcolo. Dopo ogni DFT, il dispositivo master deve leggere i valori nei registri Reale e Immaginario.
Per calcolare la vera impedenza, è necessario tenere conto del guadagno. Puoi trovare un example calcolo del fattore di guadagno nella scheda tecnica AD9533.
1.5 Letture della temperatura
PmodIA è dotato di un sensore di temperatura autonomo a 13 bit per monitorare la temperatura del dispositivo. Fare riferimento alla scheda tecnica AD5933 per ulteriori informazioni sul controllo di questo modulo.
1.6 Registrare gli indirizzi
La scheda tecnica dell'AD5933 presenta una tabella completa degli indirizzi dei registri.
Dimensioni fisiche
I perni sull'intestazione del perno sono distanziati di 100 mil. Il PCB è lungo 1.6 pollici sui lati paralleli ai pin sull'intestazione del pin e lungo 0.8 pollici sui lati perpendicolari all'intestazione del pin.
Scaricato da Arrow.com.
Copyright Digilent, Inc. Tutti i diritti riservati.
Altri nomi di prodotti e società citati possono essere marchi dei rispettivi proprietari.
1300 corte di Henley
Pullmann, WA 99163
509.334.6306
www.digilentinc.com
Documenti / Risorse
 |
DIGILENT PmodIA con schede microcontrollore orologio esterno [pdf] Manuale d'uso PmodIA Con Schede Microcontrollore Orologio Esterno, PmodIA, Schede Microcontrollore Orologio Esterno, Schede Microcontrollore Orologio Esterno, Schede Microcontrollore Orologio, Schede Microcontrollore, Schede |