Віртуальний вимірювальний комплекс на базі учбового лабораторного стенду EV 8031 (стр. 5 из 19)

АКС-3162 має наступні технічні параметри:

· 16 каналів

· Мінімальний період виборок: 50 нс у реальному часі

· Максимальний період виборок 2,5 мс

· Запуск: будь-яка комбінація логічних рівнів на вході аналізатору, або синхронізуючий сигнал з плати осцилографу

· Можливість запису до запускаючої події 7872 відліку

· Довжина запису 8000 відліків на кожний канал

· Вхідний імпеданс 1 МОм/30 пФ

· Рівень спарцьовування запуску обираємий: ТТЛ або КМОП

Зовнішній вигляд цього логічного аналізатору приведений на рис. 1.3

Рисунок 1.3 Зовнішній вигляд приставки до комп'ютера АСК-3162

Нижче на рис. 1.4 приведено вікно програми інтерфейсу користувача з діаграмою сигналів.

Рисунок 1.4 Вид деяких вікон ПО приставки до комп'ютера АСК-3162

АКС-3166 – це більш потужний логічний аналізатор, має наступні технічні характеристики:

· 16 каналів

· Діапазон частот дискретизації 2 кГц…200 МГц

· Довжина запису 2М слова на канал

· Регулювання розміру предзапису та постзапису

· Діапазон установки порогів спрацьовування по входах ±2,5 В с дискретністю 20 мВ

· Режими запуску: при наявності шаблону даних, по тривалості шаблону даних, по фронту будь-якого біта даних, за шаблоном даних та/або по фронту будь-якого біту даних у різноманітних комбінаціях

· Інтерфейс зв’язку з комп’ютером USB 1.1 або LPT (EPP)

· Професійні вимірювальні щупи дозволяють легко і швидко здійснити підключення до контактів аналізуємої плати

Цей логічний аналізатор призначений для аналізу потоку цифрових даних одночасно по 16 каналам з частотою дискретизації до 200 МГц, а також може бути використаний у якості цифрового регістратору даних. Буфер 2М виборок на канал дозволяє забезпечити високу точність часових вимірів достатньо тривалих потоків даних. Гнучкий набір варіантів синхронізації та шаблонів запуску дозволяє визначити різноманітні збої у потоці даних, що приводять до порушення роботи апаратури. Даний аналізатор забезпечує нормальну роботу з апаратурою, яка має різні логічні порогові рівні вхідних сигналів, тому що пороги обираються користувачем.

Інтерфейс користувача програми складається з набору робочих панелей (вікон). Кожна панель має набір керуючих елементів (КЕ), які дозволяють користувачу впливати на роботу програми та індикаторів, що відображають необхідну інформацію. Більшість цих елементів є частиною стандартного інтерфейсу Windows і не потребують спеціальних пояснень по їх використанню.

Зовнішній вигляд цього логічного аналізатору приведений на рис. 1.5

Рисунок 1.5 Зовнішній вигляд приставки до комп'ютера АСК-3166

Для керування програмою користувач може також використовувати команди спливаючього меню головної панелі. АКС-3166 має зрозумілий та зручний інтерфейс, котрий може налагоджуватися користувачем. Нижче на рис. 1.6 приведено вікно програми інтерфейсу користувача з діаграмою сигналів.

Рисунок 1.6 Вид деяких вікон ПО приставки до комп'ютера АСК-3166

1.2.3.2. Віртуальні прилади фірми «Omega»

Логический анализатор Omega – Logic : використовується для запису аналізу послідовних та паралельних потоків обміну, а також генерації заданих цифрових послідовностей. Збудований на основі базового блоку Omega. Завдяки використанню ПЛІС пристрій має недосяжну для мікроконтролерних аналогів швидкодію та точність обробки даних. 4 режими запису дозволяють оптимально використовувати внутрішню пам’ять аналізатора. Наявність різноманітних вбудованих та користувальницьких засобів аналізу сигналів дає можливість швидко та ефективно оброблювати великі об’єми інформації. Цей аналізатор має наступні технічні параметри:

· Логічний аналізатор:

· Кількість каналів: 2, 4, 8

· Об’єм внутрішньої пам’яті: 128 КБайт (опціонально 512K)

· Режими запису: нормальний, адаптивний, дельта, з зовнішньою синхронізацією.

· Максимальна частота запису: 20 МГц.

· Стабільність задаючього генератора: +/-100ppm (опціонально +/-25ppm)

· Аналізатор протоколів: I2C, MicroWire, SPI, RS232, 1Wire, CAN ...

· Налагодження режимів відображення інформації (двійковий, десятковий, шістнадцятковий, символьний).

· Вбудована макромова аналізу і генерації послідовностей.

· Збереження даних у файли різних форматів.

· Генератор: 8 каналів, 128 КБайт пам’яті, максимальна частота - 20 МГц, однократний та циклічний режим.

· Логічний пробник - 16 каналів.

· Електричні параметри (з адаптером LA16):

· - Вхідний опір - 100 кОм

· - Вихідний опір - 100 Ом

· - Вхідна ємність - 10 пФ (без кабелю)

· - Напруга порогового рівня - 1.4В (TTL)

1.2.3.3. Віртуальні прилади фірми «National Instruments»

Ця фірма є розробником технології віртуальних приладів – революційної концепції, що змінила підхід та методику проведення вимірів та розробки систем автоматизації. Максимально використовуючи можливості комп’ютерів та сучасних інформаційних технологій, віртуальні прилади дозволили збільшити продуктивність і знизити собівартість рішень за рахунок використання гнучкого та простого у освоєнні програмного забезпечення, такого як середовище графічного програмування LabVIEW, а також модульного обладнання, такого як, наприклад, модулі стандарту PXI, призначеного для збору даних та керуванням приладами.

Розглядаючи новітні прилади збору даних цієї фірми, можна виділити наступні: це універсальній зовнішній пристрій збору даних USB 6008/6009, а також внутрішні плати збору даних М серії, що мають стандартній та поширений для звичайних ПК швидкий інтерфейс РСІ.

Розглянемо тепер більш детально технічні характеристики цих приладів:

USB 6008/6009 зображено на рис. 1.7.

· 8 каналів аналогового вводу, з дозволом 12 або 14 біт, частота оцифровки до 48 кГц;

· Гвитові термінали для підключення датчиків;

· Швидке plug-and-play підключення до ПК;

· Драйвери для ОС Windows, Mac OS X та Linux;

· Багатофункціональний ввід/вивід для проведення збору та збереження даних;

· Живлення по шині USB;

· Безкоштовне ПО для збору та збереження даних.

Рисунок 1.7 Зовнішній вигляд приставки до комп'ютера USB 6008/6009

Плати збору даних М серії зображено на рис. 1.8.

· До 32 аналогових входів, 4 виходів та 48 цифрових ліній;

· Дозвіл до 18 розрядів;

· Програмує мий вхідний діапазон;

· Аналоговий вивід до 2,8 МГц (16 розрядів);

· Високошвидкісний (до 10 МГц) ввід/вивід цифрових сигналів;

· У 5 разів покращена точність вимірів за рахунок нелінійної калібрування в усіх діапазонах;

· Повна підтримка LabVIEW та інструментального драйверу NI-DAQmx.

Рисунок 1.8 Зовнішній вигляд плати збору даних М серії

LabVIEW являє собою високоефективне середовище графічного програмування, у якому можна створювати гнучкі та масштабовані прикладні програми вимірів, керування та тестування з мінімальними часовими та грошовими затратами. Приклад прикладної програми вимірів, створеної у LabVIEW зображено на рис.1.9.

Рисунок 1.9 Зовнішній вигляд вікон прикладної програми вимірів,

створеної у LabVIEW

LabVIEW сполучає у собі гнучкість традиційної мови програмування з інтерактивною технологією Експрес ВП, яка включає у себе автоматичне створення коду, використання помічників при конфігуруванні вимірів, шаблони прикладних програм та Експрес ВП, що налагоджуються. Завдяки цим особливостям, і експерти можуть легко та швидко створювати прикладні програми у LabVIEW.

1.3 Порівняльний аналіз та висновки

Задачу реалізації ВВК аналогічного розроблювальному, можна вирішити декількома шляхами:

За допомогою спеціалізованих плат (реалізація на «твердій» логіці). Даний спосіб дозволяє мінімізувати як розміри, так і вартість апаратної частини, але при цьому зростають вимоги до ПК, тому що на нього лягає вся обробка вхідного сигналу.

За допомогою плат на «програмувальній» логіці. Даний спосіб дозволяє не тільки передбачити захист плати від позамежного рівня вхідного сигналу, але і перекласти частину його обробки на мікроконтролер плати, що дозволяє розвантажити ПК.

1.3.1 Короткі висновки

Як видно з приведеного порівняння реалізація ВВК за допомогою «твердої» логіки приводить до значно менших грошових витрат, але при цьому і швидкість роботи усього ВВК, і можливість використовувати ПК у багатозадачном режимі різко знижуються через велику кількість обчислень, що виконує ПК. Приймаючи це до уваги, у процесі дипломного проектування був розроблений ВВК на «програмувальній» логіці, що дозволило в значній мірі розвантажити ПК, і значно зменшити число даних для обміну, тому що вся попередня обробка сигналу виконується мікроконтролером.

1.4. Зв'язок ВВК з IBM PC

Підключення ВВК до ПК можна здійснити використовуючи будь-який убудований інтерфейс. Коротке порівняння деяких з них приведено в табл. 1.

Таблиця 1.

Порівняння методів підключення ВIК