PmodIA™ Reference ձեռնարկ
Վերանայվել է 15 թվականի ապրիլի 2016-ին
Այս ձեռնարկը վերաբերում է PmodIA rev. Ա
Ավարտվել էview
PmodIA-ն իմպեդանսային անալիզատոր է, որը կառուցված է անալոգային սարքերի AD5933 12-բիթանոց դիմադրության փոխարկիչ ցանցային անալիզատորի շուրջ:
Հատկանիշները ներառում են.
- Իմպեդանսի անալիզատոր 12-բիթանոց դիմադրության փոխարկիչով
- Չափել դիմադրության արժեքները՝ 100Ω-ից մինչև 10 MΩ:
- Ծրագրավորվող հաճախականության մաքրում
- Ծրագրավորվող շահույթ ampավելի կենսական
- Ընտրովի արտաքին ժամացույցի արտադրություն
- Փոքր PCB չափս ճկուն նմուշների համար 1.6 × 0.8 դյույմ (4.1 սմ × 2.0 սմ)
- 2×4-փին պորտ՝ I²C միջերեսով
- Հետևում է ջանասիրաբար ինտերֆեյսի ճշգրտմանը
- Գրադարան և նախկինampԿոդը հասանելի է ռեսուրս կենտրոնում
The PmodIA.
Ֆունկցիոնալ նկարագրություն
PmodIA-ն օգտագործում է AD5933 անալոգային սարքերը իր ներքին հաճախականության գեներատորով և անալոգային-թվային փոխարկիչով (ADC), որպեսզի կարողանա արտաքին անհայտ դիմադրություն գրգռել հայտնի հաճախականությամբ: Այս հայտնի հաճախականությունը ուղարկվում է SMA միակցիչներից մեկի միջոցով: Հաճախականության արձագանքը գրավում է մյուս SMA միակցիչը և ուղարկվում է ADC, և դիսկրետ Ֆուրիեի փոխակերպումը (DFT) կատարվում է s-ի վրա:ampled տվյալները՝ լուծույթի իրական և երևակայական մասերը պահելով չիպային տվյալների ռեգիստրներում։ Անհայտ դիմադրության մեծությունը, ինչպես նաև դիմադրության հարաբերական փուլը առաջացած հաճախականության մաքրման յուրաքանչյուր կետում կարելի է հաշվարկել այս երկու տվյալների բառերից:
1.1 I² C միջերես
PmodIA-ն գործում է որպես ստրուկ սարք՝ օգտագործելով I² C հաղորդակցման արձանագրությունը: I² C ինտերֆեյսի ստանդարտը օգտագործում է երկու ազդանշանային գիծ: Սրանք I² C տվյալներն են և I² C ժամացույցը: Այս ազդանշանները համապատասխանաբար քարտեզագրվում են սերիական տվյալների (SDA) և սերիական ժամացույցի (SCL) PmodIA-ի վրա: (Տես Աղյուսակ 1:) Հետևյալ հրահանգները բացատրում են, թե ինչպես կարդալ և գրել սարքին:
PmodIA-ին գրելիս պետք է հաշվի առնեք երկու արձանագրություն՝ գրելու բայթ/հրամանի բայթ և բլոկի գրառում: Master-ից slave մեկ բայթ գրելը պահանջում է, որ Master-ը սկսի մեկնարկային պայման և ուղարկի 7bit ստրուկի հասցեն: Ծառայող սարքին հաջողությամբ գրելու համար դուք պետք է ցածր պահեք կարդալու/գրելու բիթը: Գործարկման ժամանակ PmodIA-ն պետք է սահմանի ստրկական հասցեն որպես 0001101 (0x0D): Այն բանից հետո, երբ ստրուկը կճանաչի իր հասցեն, վարպետը պետք է ուղարկի ռեգիստրի հասցեն, որին ցանկանում է գրել: Երբ ստրուկը հաստատի այս հասցեի ստացումը, վարպետը կուղարկի տվյալների մեկ բայթ, որը ստրուկը պետք է հաստատի վերադարձի բիթով: Այնուհետև վարպետը պետք է դադարեցնի պայմանը:
Կարող եք նաև օգտագործել այս արձանագրությունը ռեգիստրի հասցեի համար ցուցիչ սահմանելու համար: Այն բանից հետո, երբ Master-ը ուղարկում է ստրկական հասցեն և գրելու բիթը, և ստրուկը պատասխանում է acknowledge bit-ով, վարպետը ուղարկում է ցուցիչի հրամանի բայթ (10110000 կամ 0xB0): Ստրուկը կհաստատի ճանաչման բիթ, այնուհետև վարպետը կուղարկի ռեգիստրի հասցեն՝ մատնանշելու հիշողության մեջ: Հաջորդ անգամ, երբ սարքը կարդում կամ գրի տվյալներ գրանցամատյանում, դա տեղի կունենա այս հասցեում:
Նշում. Ցուցիչը պետք է սահմանվի նախքան բլոկ գրելու կամ արգելափակելու ընթերցման արձանագրությունները օգտագործելը:
Դուք կարող եք կատարել բլոկ գրելու արձանագրություն ցուցիչի սահմանման նման ձևով: Ուղարկեք բլոկի գրելու հրամանը (10100000, կամ, 0xA0) սլաքի հրամանի փոխարեն, և ուղարկվող բայթերի քանակը (ներկայացվում է որպես բայթ) կզբաղեցնի ռեգիստրի հասցեի տեղը, իսկ հետագա տվյալների բայթերը զրոյական ինդեքսավորված կլինեն: PmodIA-ից տվյալներ կարդալիս օգտագործեք նույն երկու արձանագրությունները՝ ստանալ բայթ և արգելափակել ընթերցումը:
| Միակցիչ J1 – I² C Communications | ||
| Փին | Ազդանշան | Նկարագրություն |
| 1, 2 | SCL | I² C ժամացույց |
| 3, 4 | SDA | I² C տվյալներ |
| 5, 6 | GND | Էլեկտրամատակարարում Հող |
| 7, 8 | VCC | Էլեկտրամատակարարում (3.3V/5V) |
1.2 Ժամացույցի աղբյուր
PmodIA-ն ունի ներքին օսլիլատոր, որը ստեղծում է 16.776 ՄՀց ժամացույց՝ սարքը գործարկելու համար: Դուք կարող եք օգտագործել արտաքին ժամացույց՝ բեռնելով IC4-ը PmodIA-ի վրա և կարգավորելով 3-րդ բիթը կառավարման ռեգիստրում (գրանցման հասցե 0x80 և 0x81):
PmodIA սխեման տրամադրում է առաջարկվող տատանվողների ցանկը: Սխեման հասանելի է PmodIA արտադրանքի էջից www.digilentinc.com.
1.3 Հաճախականության մաքրման կարգավորում
Շղթայի էլեկտրական դիմադրությունը, ?, կարող է տարբեր լինել մի շարք հաճախականությունների վրա: PmodIA-ն թույլ է տալիս հեշտությամբ կարգավորել հաճախականության մաքրում շղթայի դիմադրողականության բնութագրերը գտնելու համար: Նախ, դուք պետք է ստեղծեք I² C միջերես հյուրընկալող տախտակի և PmodIA-ի միջև: PmodIA-ն պահանջում է երեք տեղեկատվություն հաճախականության մաքրում իրականացնելու համար՝ մեկնարկային հաճախականություն, մաքրման քայլերի քանակը և յուրաքանչյուր քայլից հետո հաճախականության աճը: Մեկնարկային հաճախականությունը և մեկ քայլի համար ավելացման պարամետրերը պահվում են որպես 24-բիթանոց բառեր: Քայլերի քանակի պարամետրը պահվում է որպես 9-բիթ բառ:
Դուք կարող եք ծրագրավորել «գագաթից գագաթ» ծավալըtage-ի ելքային հաճախականությունը մաքրման մեջ՝ կարգավորող ռեգիստրում 10 և 9 բիթերը դնելով: Գագաթից գագաթ voltage-ն պետք է պատշաճ կերպով սահմանվի դիմադրողականության թեստի հետ կապված: Սա ներքին օպերացիայից խուսափելու համար էamps-ից՝ փորձելով մատուցել ելքային հատtagե կամ հոսանք՝ գերազանցելով իրենց առավելագույն հնարավորությունները: Խորհուրդ է տրվում, որ 20-օմ հետադարձ ռեզիստորն օգտագործելիս գագաթնակետը սահմանել առավելագույն ծավալիtage 200mV կամ 400mV, և երբ օգտագործում եք 100K-ohm հետադարձ ռեզիստորը, սահմանեք գագաթնակետը առավելագույն ծավալիtage 1V-ում:
Շղթան հուզվելուց հետո որոշ ժամանակ է պահանջվում իր կայուն վիճակին հասնելու համար: Դուք կարող եք ծրագրավորել կարգավորման ժամանակը հաճախականության մաքրման յուրաքանչյուր կետի համար՝ գրելով արժեք 0x8A և 0x8B հասցեները գրանցելու համար: Այս արժեքը ներկայացնում է ելքային հաճախականության ժամանակաշրջանների քանակը, որոնք անալոգային-թվային փոխարկիչն անտեսելու է նախքան այն սկսելը:ampling հաճախականության արձագանքը. (Տես Աղյուսակ 2 ռեգիստրների ցանկը և դրանց համապատասխան պարամետրերը):
| Գրանցման հասցեն | Պարամետր |
| 0x80, 0x81 | Վերահսկիչ ռեգիստր (Bit-10 և Bit-9 սահմանված գագաթից գագաթնակետ ծավալtage ելքային հաճախականության համար): |
| 0x82, 0x83, 0x84 | Մեկնարկի հաճախականությունը (Հց) |
| 0x85, 0x86, 0x87 | Աճում մեկ քայլով (Հց) |
| 0x88, 0x89 | Քայլերի քանակը մաքրման մեջ |
| 0x8A, 0x8B | Կարգավորման ժամանակը (ելքային հաճախականության ժամանակաշրջանների քանակը) |
Դուք կարող եք հաշվարկել 24-բիթանոց բառը, որը պետք է պահվի ռեգիստրի հասցեներում մեկնարկային հաճախականության և մեկ քայլի համար ավելացման պարամետրերի համար՝ օգտագործելով ստորև բերված մեկնարկային հաճախականության ծածկագիրը և հաճախականության ավելացման կոդի հավասարումները: Այս հավասարումները և լրացուցիչ տեղեկություններ կարող եք գտնել նաև AD5933 տվյալների թերթիկում:
Այս պարամետրերը սահմանելուց հետո կատարեք հետևյալ քայլերը՝ հաճախականության մաքրումը սկսելու համար (վերափոխված AD5933 տվյալների թերթիկից).
- Մուտք գործեք սպասման ռեժիմ՝ ուղարկելով սպասման հրամանը կառավարման ռեգիստրին:
- Մուտքագրեք սկզբնավորման ռեժիմը` ուղարկելով սկզբնականացման հրամանը մեկնարկային հաճախականությամբ կառավարման ռեգիստրին:
Սա թույլ է տալիս չափվող շղթային հասնել իր կայուն վիճակին: - Սկսեք հաճախականության մաքրումը` ուղարկելով մեկնարկի հաճախականության մաքրման հրամանը կառավարման ռեգիստրին:
1.4 Դիմադրության հաշվարկներ
Անալոգային թվային փոխարկիչը sampչափում է հաճախականության արձագանքը անհայտ դիմադրություններից մինչև 1MSPS 12-բիթանոց լուծաչափով հաճախականության մաքրման յուրաքանչյուր կետի համար: Նախքան չափումները պահելը, PmodIA-ն իրականացնում է դիսկրետ Ֆուրիեի փոխակերպում (DFT) s-ի վրաampառաջնորդված տվյալներ (1,024 վamples յուրաքանչյուր հաճախականության քայլի համար): Երկու գրանցամատյաններ պահում են DFT արդյունքը՝ իրական ռեգիստրը և երևակայական ռեգիստրը:
Էլեկտրական դիմադրությունը պարունակում է ինչպես իրական, այնպես էլ երևակայական թվեր: Դեկարտյան ձևով դուք կարող եք արտահայտել իմպեդանսը հավասարմամբ.
z = Իրական + j ∗Երևակայական
Որտեղ իրականը իրական բաղադրիչն է, Երևակայականը երևակայական բաղադրիչն է, և. երևակայական թիվ է (մաթեմատիկայում համարժեք i = √−1): Դուք կարող եք նաև ներկայացնել իմպեդանսը բևեռային ձևով.
Դիմադրություն = |z|∠θ
Որտեղ |Z| մեծությունն է, իսկ ∠θ՝ փուլային անկյունը.
PmodIA-ն որևէ հաշվարկ չի կատարում: Յուրաքանչյուր DFT-ից հետո հիմնական սարքը պետք է կարդա իրական և երևակայական ռեգիստրների արժեքները:
Իրական դիմադրությունը հաշվարկելու համար պետք է հաշվի առնել շահույթը: Դուք կարող եք գտնել նախկինampշահույթի գործոնի հաշվարկը AD9533 տվյալների թերթիկում:
1.5 Ջերմաստիճանի ցուցումներ
PmodIA-ն ունի ինքնուրույն, 13-բիթանոց ջերմաստիճանի սենսոր՝ սարքի ջերմաստիճանը վերահսկելու համար: Այս մոդուլը կառավարելու մասին լրացուցիչ տեղեկությունների համար խնդրում ենք այցելել AD5933 տվյալների թերթիկը:
1.6 Գրանցման հասցեներ
AD5933 տվյալների թերթիկն ունի ռեգիստրի հասցեների ամբողջական աղյուսակ:
Ֆիզիկական չափսեր
Քորոցների վերնագրի վրայի պտուտակներն իրարից 100 մղոն հեռավորության վրա են: PCB-ն ունի 1.6 դյույմ երկարություն այն կողմերում, որոնք զուգահեռ են քորոցների վերնագրին, և 0.8 դյույմ երկարությամբ այն կողմերում, որոնք ուղղահայաց են քորոցների վերնագրին:
Ներբեռնված է Arrow.com.
Հեղինակային իրավունք Digilent, Inc. Բոլոր իրավունքները պաշտպանված են:
Նշված ապրանքների և ընկերությունների այլ անվանումները կարող են լինել իրենց համապատասխան սեփականատերերի ապրանքանիշերը:
1300 Հենլի Քորթ
Pullman, WA 99163
509.334.6306
www.digilentinc.com
Փաստաթղթեր / ռեսուրսներ
 |
ԺԱՄԱՑՈՒՑԻՉ PmodIA արտաքին ժամացույցի միկրոկոնտրոլերի տախտակներով [pdf] Օգտագործողի ձեռնարկ PmodIA արտաքին ժամացույցի միկրոկոնտրոլերի տախտակներով, PmodIA, արտաքին ժամացույցի միկրոկոնտրոլերի տախտակներով, արտաքին ժամացույցի միկրոկոնտրոլերի տախտակներով, ժամացույցի միկրոկոնտրոլերի տախտակներով, միկրոկառավարիչների տախտակներով, տախտակներով |