Capitolul 2. FUNDAMENTARE TEORETICA 2.1 Interfata NI -USB Dispozitivele NI -USB ofera pana la 32 de canale de intrare analogical (AI), pana la doua… [629181]

Capitolul 2. FUNDAMENTARE TEORETICA
2.1 Interfata NI -USB
Dispozitivele NI -USB ofera pana la 32 de canale de intrare analogical (AI), pana la doua
canale analogice de iesire (AO), doua contoare si pana la 8 linii de intrare digitala (DI) si pana la 8
linii de iesiri digitale (DO) sau 32 de linii statice bidirectionale (DIO).
Acestea au un amplificator, proiectat pentru o perioada rapida de reglare la viteze mari de
scanare, asigurand acuratete pe 16 biti chiar si atunci cand masuram toate canalele la viteza
maxima. Toate dispozitivele NI -USB au un interval de calibrare de un an. Aceasta serie este ideala
pentru aplicatii de testare, control si proiectare. Pe langa performanta suplimentara, USB -ul adauga
portabilitatea si usurinta de utilizare cu functi a de plug -and-play.
2.2 Intrare analogica

Fig. 1. USB -621x Circuit Intrare Analogica

Bocurile principale prezentate in circuitul de intrare analogical sunt urmatoarele:
– I/O Connector – Se pot conect a semnale analogice de intrare.
– Mux – Fiecare dispoz itiv USB -621x are un convertor analog -digital (ADC).
Multiplexoarele (mux) traseaza un canal AI la un moment dat catre convertorul analog
digital prin intermediul NI -PGIA.
– AI Ground -Reference Settings – Circuitul de intrare analogica selecteaza modurile de
intrare diferențiale (DIFF), unul de referință (RSE) și una nespecificată (NRSE). Fiecare
canal AI poate utiliza un mod diferit.
– NI-PGIA – este un amplificator de masurare care minimizeaza timpi de setare pentru
toate intervalele de intrare. NI -PGIA poate amplifica sau atenua un semnal AI pentru a
asigura ca utilizeaza rezolutia maxima a convertorului analog digital.
– ADC – convertorul analog -digital (ADC) transforma tensiunea semnalului analogic AI
intr-un numar digital.
– AI FIFO – se pot efectua atat conve rsii simple cat si multiple, iar in timpul achizitiilor
AI se asigura ca nu se pierd date.

– Digital Isolators – se intalnesc doar la modelele USB -6215/6216/6218.(Modelul utilizat
in aceasta lucrare este USB -6210 unde izolatorii digitali lipsesc).

2.2.1 Metode de achiziți e a datelor de intrare analogica .

Atunci cand efectuam masuratori de intrare analogice, putem fie efectua achizitii de
software sau hardware in timp real.

Achizitii software – software -ul trimite o comanda separata hardware -ului pentru a initia
fiecare conversie ADC. Achizitiile software sunt denumite si achizitii statice si sunt de obicei
utilizate pentru citirea unui singur esantion de date.
Achizitii hardware – acest semnal poate fi generat intern pe dispozitiv sau furnizat extern.

2.2.2 Intrare analogica cu declansare digitala.

Intrarea analogica suporta trei actiuni diferite de declansare:
– pornire
– declansator de referinta
– pauza
Un declansator digital poate initia toate aceste actiuni. Toate dispozitivele USB -621x
suporta declansare digitala. Dispozitivele USB -621x nu suporta declansare analogica.
2.3 Iesire analogica

Fig. 2. USB -621x Circuit Iesire Analogica.
Bocurile principale prezentate in circuitul de iesire analogical sunt urmatoarele:
– DAC0 si DAC1 – Convertoare digital -analog (DAC) convertesc codul digital in tensiune
analogica.

– AO FIFO – permite generarea formei de unda analogica. Aceasta permite descarcarea
unor puncte de pe forma de unda in USB -621x fara interactiunea cu calculatorul gazda.
– AO Sample Clock – semnalul ceasului AO citeste un esantion de la DAC FIFO si
genereaza tensiunea de iesire analogica.

2.3.1 Metode de generare a datelor de iesire analogica.
Atunci cand efectuam operatii de iesire analogice, putem genera date software sau hardware
in timp real.

Generații software -temporizate – software -ul controleaza rata la care sunt generate datele.
Software -il trimite o comanda separata hardware -lui pentru a initia fiecare conversie DAC.
Generatiile software temporizate sunt denumite si operatii imediat e sau statice. Acestea sunt folosite
in mod obisnuit pentru scrierea unei singure valori, cum ar fi o tensiune continua.
Generatii hardware -temporizate – Un semnal hardware digital controlează rata generației.
Acest semnal poate fi generat intern pe dispozitiv sau furnizat extern.

2.3.2 Iesire analogica cu declansare digitala

Iesirea analogica suporta doua actiuni diferite de declansare.

– pornire
– pauza
Semnal de declanșare AO de pornire .
Utilizam semnalul de declansare AO de pornire pentru a init ia o generare a formei de unda.
Daca nu utilizam declansatoarele, putem incepe o genera re cu o comanda software.
Semnal de declansare AO de pauza.
Utilizam semnalul de declansare AO de pauza pentru a intrerupe generarea de semnale AO
intr-o secventa DAQ.
2.4 Intrare/Iesire Digitala.
Dispozitivul USB -6210 are pana la 8 linii de intrare digitala (DI), si pana la 8 linii de iesire
digitala (DO). Software -ul poate activa sau dezactiva intregul port (software -ul nu poate activa linii
individuale). Odata ce portul este activat, putem configura fiecare linie astfel:
– setam o linie la o valoare statica 0
– setam o linie la o valoare statica 1
– exportam un semnal de iesire sincronizat la o linie ca un pin PFI.
Putem ulitiza linii statice DI si DO pentru a monitoriza sau co ntrola semnalele digitale.
Fiecare semnal DI, DO si PFI sunt protejate impotriva supratensiunii, a subtensiunii si a conditiilor
de supracurent. Pentru a evita aceste conditii de defectiune trebuie sa respectam urmatoarele reguli:
– nu contectati o linie DO sau PFI la nici o sursa de semnal extern sau sursa de alimentare.
– nu depasiti limitele de curent de iesire ale dispozitivului.

Fig. 3. USB -6210 Circuit digital I/O

Limita totala de curent interna pentru iesirile digitale si puterea extrasa de la borne le de +5V
este de 50 mA. Putem creste aceasta limita interna de curent furnizand o sursa externa de +5V.

Conexiunea Digitala I/O

Dispozitivele au semnale multiple de functionari programabile (PFI)
Fiecare intrare PFI poate fi configurata individual astfel:
– intrare digitala statica;
– intrare de semnal sincronizata pent ru AI, AO sau functii de cronome tru.

Circuit de intrare PFI

Fiecare iesire PF I poate fi configurata individu аl astfel:
– iesire digitala statica;
– iesire de semnal sincroniza ta pent ru AI, AO sau functii de cronome tru.

Circuit de iesire PFI

2.5 Interfata BUS
Circuitul interfetei bus al dispozitivelor USB -621x transfera eficient datele intre memoria
gazda si circuitele de masurare si achizitie.
Toate dispozitivele USB -621x i ncorporează tehnologia USB -STC2 pentru a imp IIlementa o
Interfață USB de mare viteză .
Dispozitivele USB -621x au patru fluxuri de semna I USB complet independente pentru
transferuri de înaltă performanță a b Iocurilor de date. Un f Iux de semna I USB este disponibi I pentru
fiecare bloc de măsurare și achiziție:
milioI ln