USB2089数据采集卡

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侑郭
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1 USB2080 数据采集卡硬件使用说明书北京阿尔泰科技发展有限公司产品研发部修订

2 北京阿尔泰科技发展有限公司目录目录...1 第一章功能概述...1 第一节产品应用...1 第二节总线及制作工艺特点...1 第三节工作主频...1 第四节 AD 模拟量输入功能...1 第五节 DI 数字量输入功能...2 第六节 DO 数字量输出功能...2 第七节板卡外形尺寸...2 第八节产品安装核对表...2 第九节安装指导...3 一软件安装指导...3 二硬件安装指导...3 第二章元件布局图...4 第一节主要元件布局图...4 第二节主要元件功能说明...4 一信号输入输出连接器...4 二电位器...4 三跳线器...4 四状态灯...5 第三章信号输入输出连接器...6 第一节 AD 模拟量信号输入连接器定义...6 第二节 DI/DO 数字量信号输入连接器定义...6 第四章跳线器设置...8 第一节 AD 模拟量输入跳线器设置...8 一 AD 模拟信号输入单双端方式选择...8 二 AD 模拟信号输入量程选择...8 第二节 DID 物理 ID 号的设置...8 第五章各种信号的连接方式...10 第一节 AD 模拟量输入的信号连接方式...10 一 AD 单端输入连接方式...10 二 AD 双端输入连接方式...10 第二节 DI 数字量输入的信号连接方式...11 第三节 DO 数字量输出的信号连接方式...11 第四节触发信号的连接方法...12 第六章数据格式及换算关系...13 第一节 AD 模拟量输入数据格式...13 一 AD 双极性模拟量输入的数据格式采用补码方式...13 二 AD 单极性模拟量输入数据格式采用原码方式...13 第二节 AD 单通道与多通道采集时的数据排放顺序...13 第七章各种功能的使用方法...15 第一节 AD 触发功能的使用方法...15 一 AD 内触发功能

3 USB2080 数据采集卡硬件使用说明书版本 :6.220 二 AD 外触发功能...15 第二节 AD 内时钟功能的使用方法...16 第三节 AD 连续与分组采集功能的使用方法...17 一 AD 连续采集功能...17 二 AD 分组采集功能...17 第八章设备的应用注意事项校准保修...20 第一节注意事项...20 第二节 AD 模拟量输入的校准...20 第三节保修

4 北京阿尔泰科技发展有限公司第一章功能概述信息社会的发展, 在很大程度上取决于信息与信号处理技术的先进性数字信号处理技术的出现改变了信息与信号处理技术的整个面貌, 而数据采集作为数字信号处理的必不可少的前期工作在整个数字系统中起到关键性乃至决定性的作用, 其应用已经深入到信号处理的各个领域中实时信号处理数字图像处理等领域对高速度高精度数据采集卡的需求越来越大 ISA 总线由于其传输速度的限制而逐渐被淘汰我公司推出的基于 PCI 总线 USB 总线等数据采集卡综合了国内外众多同类产品的优点, 以其使用的便捷稳定的性能极高的性价比, 获得多家客户的一致好评, 是一系列真正具有可比性的产品, 也是您理想的选择第一节产品应用 USB2080 卡是一种基于 USB 总线的数据采集卡, 可直接和计算机的 USB 接口相连, 构成实验室产品质量检测中心等各种领域的数据采集波形分析和处理系统也可构成工业生产过程监控系统也可构成工业生产过程监控系统它的主要应用场合为 : 电子产品质量检测信号采集过程控制伺服控制第二节总线及制作工艺特点板载美国 TI 公司的高性能低功耗 TMS320VC5509A DSP, 主频 144MHz USB 总线, 支持 USB2.0 Full-Speed 协议, 真正实现即插即用 CPLD 接口芯片设计, 具有极高的保密性, 特别适合 OEM 合作第三节工作主频 144MHz 第四节 AD 模拟量输入功能转换器 :AD7899-1( 兼容 AD7899-2) 输入量程 (InputRange): AD7899-1:±5V ±10V AD :0~5V 0~2.5V 转换精度 :14 位采样速率 (Frequency): 138Hz ~ 400KHz 分频数的位数是 20 位, 计算公式为 : 分频数 = 144MHz / Frequency, 那么分频数的取值范围为 :360 ~ 物理通道数 :32 通道 ( 单端 ) 和 16 通道 ( 双端 ) 采样通道数 : 软件可选择模拟量输入方式 : 单端模拟输入和双端模拟输入模拟输入阻抗 :100MΩ 模拟输入共模电压范围 :<±2V 通道切换方式 : 首末通道顺序切换 1

5 USB2080 数据采集卡硬件使用说明书版本 :6.220 触发方式 (TriggerMode): 软件内触发和数字外触发 ( 简称外触发 ) 触发类型 (TriggerType): 边沿触发和脉冲触发触发方向 (TriggerDir): 负向触发正向触发正负向触发触发电平 : 无数字量触发源 (DTR) 输入范围 : 标准 TTL 电平时钟源选项 : 仅支持板内时钟存诸器深度 :96K 字 ( 点 ) 存储器程控放大器类型 : 默认为 AD8251, 兼容 AD8250 AD8253 程控增益 : 倍 (AD8251) 或倍 (AD8250) 或倍 (AD8253) 模拟输入阻抗 :10MΩ 放大器建立时间 :785nS(0.001%)(max) 非线性误差 :±1LSB( 最大 ) 系统测量精度 :0.05% 工作温度范围 :0 ~ +50 存储温度范围 :- 20 ~ +70 第五节 DI 数字量输入功能锁存器 : 74LVT245 通道数 :8 路电气标准 :TTL 兼容最大吸收电流 : 小于 0.5 毫安高电平的最低电压 :2V 低电平的最高电压 :0.8V 第六节 DO 数字量输出功能驱动器 :74LS273 通道数 :8 路电气标准 :TTL 兼容最大下拉上拉电流 : 下拉电流 20mA, 上拉电流 2.6 毫安高电平的最低电压 :3.4V 低电平的最高电压 :0.5V 第七节板卡外形尺寸 108.5mm( 长 ) x 114.4mm( 宽 ) x 17mm( 高 ) 第八节产品安装核对表打开 USB2080 板卡包装后, 你将会发现如下物品 : 1 USB2080 板卡一个 2 ART 软件光盘一张, 该光盘包括如下内容 : a) 本公司所有产品驱动程序, 用户可在 USB 目录下找到 USB2080 驱动程序 ; b) 用户手册 (pdf 格式电子文档 ); 2

6 北京阿尔泰科技发展有限公司第九节安装指导一软件安装指导在不同操作系统下安装 USB2080 板卡的方法一致, 在本公司提供的光盘中含有安装程序 Setup.exe, 用户双击此安装程序按界面提示即可完成安装二硬件安装指导在硬件安装前首先关闭系统电源, 待板卡固定后开机, 开机后系统会自动弹出硬件安装向导, 用户可选择系统自动安装或手动安装 3

7 USB2080 数据采集卡硬件使用说明书版本 :6.220 第一节主要元件布局图第二章元件布局图第二节主要元件功能说明请参考第一节中的布局图, 了解下面各主要元件的大体功能一信号输入输出连接器 CN1: 模拟信号输入连接插座 P1: 开关量输入输出插座 DID: 设备物理 ID 号拔码开关 (ID0 对应 Bit0 位, ID1 对应 Bit1 位,ID2 对应 Bit2 位, 依此类推 ), 它主要设置设备的物理 ID 号二电位器 RP1:AD 模拟量信号输入零点调整 RP3:AD 模拟量信号输入满度调整三跳线器 JP4 JP5 JP6: 模拟电压输入单端双端选择 JP7: 模拟电压输入量程选择 JPW1 JPW2 JPW3:DSP 程序加载方式选择 ( 用户不必关心 ), 出厂默认为全部跨接 1-2 脚 JTAG1 JTAG2: 用于烧写逻辑器件的连接器 ( 用户不必关心 ) 4

8 北京阿尔泰科技发展有限公司四状态灯 power-led: 电源指示灯,USB2080 加电后, 此指示灯应亮 AD Work:AD 工作状态指示灯, 该灯亮, 说明 AD 正在工作 Read: 数据读取指示灯, 说明计算机正在读取采集卡存储器中的数据 Half: 数据缓冲区半满指示灯, 该灯亮时, 说明存储器已经半满 Overflow: 数据缓冲区全满指示灯, 该灯亮时, 说明存储器数据已经溢出 5

9 USB2080 数据采集卡硬件使用说明书版本 :6.220 第一节 AD 模拟量信号输入连接器定义第三章信号输入输出连接器关于 37 芯 D 型插头 CN1 的管脚定义 ( 图形方式 ) AI1 AI3 AI5 AI7 AI9 AI11 AI13 AI15 AI17 AI19 AI21 AI23 AI25 AI27 AI29 AI31 AGND DGND AI0 AI2 AI4 AI6 AI8 AI10 AI12 AI14 AI16 AI18 AI20 AI22 AI24 AI26 AI28 AI30 AGND DGND DTR 关于 37 芯 D 型插头 CN1 的管脚定义 ( 表格方式 ) 管脚信号名称管脚特性管脚功能定义注释 AI0-AI31 Input AD 模拟量输入管脚, 分别对应于 32 个模拟单端通道, 当为双端时, 其 AI0-AI15 分别与 AI16-AI31 构成信号输入的正负两端, 即 AI0-AI15 接正端,AI16-AI31 接负端 AGND GND 模拟信号地, 当输入输出模拟信号时最好用它作为参考地 DGND GND 数字信号地, 当输入数字触发信号时最好用它作为参考地 DTR Input 数字外触发信号输入第二节 DI/DO 数字量信号输入连接器定义关于 20 芯插头 P1 的管脚定义 (TTL 开关量输入 ) 6

10 北京阿尔泰科技发展有限公司关于 20 芯插头 P1 的管脚定义 (TTL 开关量输入 ) 管脚信号名称管脚特性管脚功能定义 DI0~DI7 Input 数字量输入管脚, 分别对应于 8 个数字量输出通道 DO0~DO15 Output 数字量输出管脚, 分别对应于 8 个数字量输出通道 +5V Output 5 伏电源输出 ( 最大提供 100 毫安的电流 ) DGND GND 数字信号地, 当输出数字信号时最好用它作为参考地 7

11 USB2080 数据采集卡硬件使用说明书版本 :6.220 第一节 AD 模拟量输入跳线器设置第四章跳线器设置一 AD 模拟信号输入单双端方式选择方式选择 JP4 JP5 JP6 单端输入方式双端输入方式二 AD 模拟信号输入量程选择 AD 量程选择 JP7 ±10V ±5V AD 量程选择 JP7 0~5V 0~2.5V 第二节 DID 物理 ID 号的设置该跳线器用于设置设备的物理 ID 号, 它只有低 4 位有效, 共计 16 个物理 ID 号可选择这四个位为 ID3 ID2 ID1 ID0 分别对应于一个十六进制位, 该拔码器 DID 的某一位拔至 ON 时为逻辑 1, 相反方向 OFF 为逻辑 0, 其取值如下 : ID3 ID2 ID1 ID0 相应 ID 号 OFF(0) OFF(0) OFF(0) OFF(0) 0H OFF(0) OFF(0) OFF(0) ON(1) 1H OFF(0) OFF(0) ON(1) OFF(0) 2H OFF(0) OFF(0) ON(1) ON(1) 3H OFF(0) ON(1) OFF(0) OFF(0) 4H OFF(0) ON(1) ON(0) ON(1) 5H OFF(0) ON(1) ON(1) OFF(0) 6H OFF(0) ON(1) ON(1) ON(1) 7H ON(1) OFF(0) OFF(0) OFF(0) 8H ON(1) OFF(0) OFF(0) ON(1) 9H ON(1) OFF(0) ON(1) OFF(0) AH ON(1) OFF(0) ON(1) ON(1) BH ON(1) ON(1) OFF(0) OFF(0) CH 8

12 北京阿尔泰科技发展有限公司 ON(1) ON(1) OFF(0) ON(1) DH ON(1) ON(1) ON(1) OFF(0) EH ON(1) ON(1) ON(1) ON(1) FH 9

13 USB2080 数据采集卡硬件使用说明书版本 :6.220 第一节 AD 模拟量输入的信号连接方式一 AD 单端输入连接方式第五章各种信号的连接方式单端方式是指使用单个通路实现某个信号的输入, 同时多个信号的参考地共用一个接地点此种方式主要应用在干扰不大, 通道数相对较多的场合单端方式的实现另外需要借助相关跳线器的设置, 请参考 AD 模拟信号输入跳线器设置章节可按下图连接成模拟电压单端输入方式,32 路模拟输入信号连接到 CH0~CH31 端, 其公共地连接到 AGND 端图中的模拟信号输入连接器的定义请参考 AD 模拟量信号输入连接器定义章节模拟信号输入连接器 AI0 AI1 AI2 AI31 AGND 被测现场的模拟信号现场设备现场设备二 AD 双端输入连接方式双端输入方式是指使用正负两个通路实现某个信号的输入, 该方式也叫差分输入方式此种方式主要应用在干扰较大, 通道数相对较少的场合双单端方式的实现另外需要借助相关跳线器的设置, 请参考 AD 模拟信号输入跳线器设置章节在双端输入方式下, 其所有 AD 通道的分配情况如下表 : 原始通道对通道序列原始通道对通道序列正端 IN+ 负端 IN- 正端 IN+ 负端 IN- AI00[IN00+] AI16[IN00-] AI0 AI8[IN08+] AI24[IN08-] AI08 AI01[IN01+] AI17[IN01-] AI1 AI9[IN09+] AI25[IN09-] AI09 AI02[IN02+] AI18[IN02-] AI2 AI10[IN10+] AI26[IN10-] AI10 AI03[IN03+] AI19[IN03-] AI3 AI11[IN11+] AI27[IN11-] AI11 AI04[IN04+] AI20[IN04-] AI4 AI12[IN12+] AI28[IN12-] AI12 AI05[IN05+] AI21[IN05-] AI5 AI13[IN13+] AI29[IN13-] AI13 AI06[IN06+] AI22[IN06-] AI6 AI14[IN14+] AI30[IN14-] AI14 AI07[IN07+] AI23[IN07-] AI7 AI15[IN15+] AI31[IN15-] AI15 USB2080 板可按下图连接成模拟电压双端输入方式, 可以有效抑制共模干扰信号, 提高采集精度 16 路模拟输入信号正端接到 IN00+~IN15+ 端, 其模拟输入信号负端接到 IN00-~IN15- 端, 并在距离 CN1 插座近处, 在 IN00-~IN15- 端与 AGND 端各接一只几十 KΩ 至几百 KΩ 的电阻 ( 当现场信号源内阻小于 100Ω 时, 该电阻应为现场信号源内阻的 1000 倍 ; 当现场信号源内阻大于 100Ω 时, 该电阻应为现场信号源内阻的 2000 倍 ), 为仪表放大器输入电路提供偏置 10

14 北京阿尔泰科技发展有限公司模拟信号输入连接器 AI0 AI16 AI1 AI17 AI15 AI31 AGND 现场模拟信号 + 现场设备 + 现场设备 + 现场设备几十 KΩ~ 几百 KΩ 第二节 DI 数字量输入的信号连接方式开关量输入端口 DI0 DI1 DI2 DI7 DGND 被测现场开关的信号现场开关设备现场开关设备第三节 DO 数字量输出的信号连接方式开关量输出端口 DO0 DO1 DO2 DO7 DGND 控制现场开关的信号现场开关设备现场开关设备 11

15 USB2080 数据采集卡硬件使用说明书版本 :6.220 第四节触发信号的连接方法信号输入输出连接器 DTR DGND 外触发信号现场设备 12

16 北京阿尔泰科技发展有限公司第一节 AD 模拟量输入数据格式一 AD 双极性模拟量输入的数据格式采用补码方式如下表所示 : 第六章数据格式及换算关系输入 AD 原始码 ( 二进制 ) AD 原始码 ( 十六进制 ) 求补后的码 ( 十进制 ) 正满度 FFF 正满度 -1LSB FFE 中间值 +1LSB 中间值 ( 零点 ) 中间值 -1LSB FFF 8191 负满度 +1LSB 负满度注明 : 当输入量程为 ±10V ±5V 时, 即为双极性输入假设从设备中读取的 AD 端口数据保存在 ADBuffer ( 驱动程序中来自于 ReadDeviceAD 的 ADBuffer 参数 ) 中, 设电压值为 Volt, 那么量程的转换公式为 : ±10V 量程 : Volt = ( /16384) * ((ADBuffer[0]^0x2000)&0x3FFF) ; (AD7899-1) ±5V 量程 : Volt = ( /16384) * ((ADBuffer[0]^0x2000)&0x3FFF) ; (AD7899-1) 二 AD 单极性模拟量输入数据格式采用原码方式如下表所示 : 输入 AD 原始码 ( 二进制 ) AD 原始码 ( 十六进制 ) AD 原始的码 ( 十进制 ) 正满度 FFFF 正满度 -1LSB FFFE 中间值 +1LSB 中间值中间值 -1LSB FFF 8191 零点 +1LSB 零点注明 : 当输入量程为 0~5V 0~2.5V 时, 即为单极性输入假设从设备中读取的 AD 端口数据保存在 ADBuffer( 驱动程序中来自于 ReadDeviceAD 的 ADBuffer 参数 ) 中, 设电压值为 Volt, 那么量程的转换公式为 : 0~5V 量程 : Volt = ( /16384) * ((ADBuffer[0])&0x3FFF); (AD7899-2) 0~2.5V 量程 : Volt = ( /16384) * ((ADBuffer[0])&0x3FFF); (AD7899-2) 第二节 AD 单通道与多通道采集时的数据排放顺序不管是单通道, 还是多通道, 其每个 14Bit 采样数据点均由两个字节构成, 即第一个采样点由第一个字节和第二个字节分别构成该采样点的低 8 位和高 6 位第二个采样点由第三个字节和第四个字节分别构成其低 8 位和高 6 位, 其他采样点依此类推一单通道当采样通道总数等于 1 时, 则为单通道采集即 FIFO 中存放的采样数据全部为 1 个通道的二多通道当采样通道总数大于 1 时, 则为多通道采集即 FIFO 中存放的采样数据依次循环对应各个通道举例说明设共有三个通道 (0,1,2), 那么 AD 采集的数据排放顺序为 : 第一个点属于通道 0 的点第二个点属于通道 1 的点第三个点属于通道 2 的点 13

17 USB2080 数据采集卡硬件使用说明书版本 :6.220 第四个点属于通道 0 的点第五个点属于通道 1 的点第六个点属于通道 2 的点第七个点属于通道 0 的点则采样的 AD 数据排放顺序为 : 依此类推 14

18 北京阿尔泰科技发展有限公司第七章各种功能的使用方法第一节 AD 触发功能的使用方法一 AD 内触发功能在初始化 AD 时, 若 AD 硬件参数 ADPara.TriggerMode = USB2080_TRIGMODE_SOFT 时, 则可实现内触发采集在内触发采集功能下, 成功调用 InitDeviceAD 函数后即刻进入 AD 转换过程, 不等待其他任何外部硬件条件也可理解为软件触发具体过程请参考以下图例, 图中 AD 工作脉冲的周期由设定的采样频率 (Frequency) 决定 AD 启动脉冲由软件接口函数 InitDeviceAD 产生 AD 启动脉冲 AD 工作脉冲 AD 在启动脉冲触发后产生第一个工作脉冲图 7.1 内触发图例二 AD 外触发功能在初始化 AD 时, 若 AD 硬件参数 ADPara. TriggerSource = USB2080_TRIGSRC_OUT 时, 则可实现外触发采集在外触发采集功能下, 调用 InitDeviceAD 函数启动 AD 时,AD 并不立即进入转换过程, 而是要等待外部硬件触发源信号符合指定条件后才开始转换 AD 数据, 也可理解为硬件触发其外部硬件触发源信号由 CN1 中的 DTR 管脚输入提供 DTR 提供数字触发源信号关于在什么条件下触发 AD, 由用户选择的触发类型 (TriggerType) 触发方向(TriggerDir) 共同决定各种条件的具体实现请参考以下两小节内容数字量触发是将 TTL 标准电平信号作为触发源该触发源信号通过连接器 CN1 的 DTR 脚输入具体实现方法是 : ( 一 ) AD 边沿触发功能边沿触发就是捕获触发源信号变化特征来触发 AD 转换当 ADPara.TriggerType = USB2080_TRIGTYPE_EDGE 时, 即选择触发类型为边沿触发具体实现如下 : 当 ADPara.TriggerDir = USB2080_TRIGDIR_NEGATIVE 时, 即选择触发方向为下降沿触发即当 DTR 触发源信号有一个从高电平到低电平的跳变时,AD 即刻进入转换过程, 在此情况下,DTR 的后续状态变化并不会影响 AD 采集, 除非用户重新初始化 AD 见下图 7.2 : 图中 AD 工作脉冲的周期由设定的采样频率 (Frequency) 决定 AD 启动脉冲由软件接口函数 InitDeviceAD 函数产生当 ADPara.TriggerDir = USB2080_TRIGDIR_POSITIVE 时, 即选择触发方向为上升沿触发它与下降沿触发的方向相反, 其他方面同理当 ADPara.TriggerDir = USB2080_TRIGDIR_POSIT_NEGAT 时, 即选择触发方向为上升沿或下降沿触发它的特点是只要触发源信号发生变化便立即触发 AD 转换后续变化对 AD 采集无影响此项功能可应用在只要外界的某一信号变化时就采集的场合具体过程请参考以下图例, 图中 AD 工作脉冲的周期由设定的采样频率 (Frequency) 决定 15

19 USB2080 数据采集卡硬件使用说明书版本 :6.220 AD 启动脉冲 AD 工作脉冲 AD 触发后的第一个脉冲数字触发信号 DTR AD 启动前该下降沿无效 AD 启动后触发前的等待时段 AD 启动后第一个下降沿有效, AD 被触发图 7.2 下降沿触发图例 ( 二 ) 电平( 脉冲 ) 触发功能电平触发就是捕获触发源信号的高低电平状态作为条件来触发 AD 转换当 ADPara.TriggerType = USB2080_TRIGTYPE_PULSE 即选择了电平触发功能 ADPara.TriggerDir = USB2080_TRIGDIR_NEGATIVE( 负向触发 ) 时, 若触发源信号 DTR 为低电平时 AD 触发采集, 一旦触发源信号 DTR 为高电平时自动停止采集, 当再为低电平时接着采集, 即只采集处于触发信号 DTR 的低电平状态时的波形 ADPara.TriggerDir = USB2080_TRIGDIR_POSITIVE( 正向触发 ) 时, 若触发源信号 DTR 为高电平时 AD 触发采集, 一旦触发源信号 DTR 为低电平时自动停止采集, 当再为高电平时接着采集, 即只采集处于触发信号 DTR 的高电平状态时的波形见下图 7.3 当 ADPara.TriggerDir = USB2080_TRIGDIR_POSIT_NEGAT 时, 即选择触发方向为正脉冲或负脉冲触发它的特点是不管是正脉冲或负脉冲都触发此时它与内部软件触发同理具体过程请参考以下图例, 图中 AD 工作脉冲的周期由设定的采样频率 (Frequency) 决定 AD 启动脉冲由软件接口函数 InitDeviceAD 函数产生 AD 启动脉冲 AD 工作脉冲 AD 触发后的第一个脉冲暂停工作 DTR 触发源触发电平 AD 启动前该低电平沿无效 AD 启动后触发前的等待时段 AD 启动后低电平有效, AD 被触发 AD 启动后高电平无效, AD 不被触发图 7.3 电平触发图例第二节 AD 内时钟功能的使用方法内时钟功能是指使用板载专用高速处理器 (DSP) 根据用户指定的分频数分频后产生的时钟信号去触发 AD 定时转换要使用内时钟功能 ClockSource 应选择内时钟方式, 该时钟的频率由软件中的硬件参数 ADPara.Frequency 决定如 Frequency = , 则表示 AD 以 Hz 的频率工作 ( 即 100KHz,10 微秒 / 点 ) 16

20 北京阿尔泰科技发展有限公司第三节 AD 连续与分组采集功能的使用方法一 AD 连续采集功能连续采集 ( 异步采集 ) 功能是指 AD 在采样过程中两个通道间的采样时间相等, 采集过程中不停顿, 连续不不间断的采集数据使用连续采集功能时相应的在软件中置硬件参数 ADPara.ADMode = USB2080A_ADMODE_SEQUENCE 例如 : 在内时钟模式下, 置采样频率 ADPara.Frequency = Hz( 采样周期为 10uS), 则 AD 在 10uS 内转换完第一个通道的数据后下一个 10uS 紧接着转换第二个通道, 也就是每两个通道的数据点间隔 10uS, 以此类推, 见图 7.4 外部信号周期频率计算公式内时钟模式下 : 外部信号频率 = AD 采样频率 /( 一个信号周期的点数通道总数 ) 外部信号周期 = 1 / 外部信号频率启动使能转换脉冲 a 图 7.4 内时钟模式下的连续采集说明 : a 采样周期二 AD 分组采集功能分组采集 ( 伪同步采集 ) 功能是指 AD 在采样过程中, 组内各通道以内时钟的采样频率进行转换, 每两组之间有一定的等待时间, 这段时间称为组间间隔组循环次数是指在同一组内每个通道循环采集的次数在内时钟和固定频率的外时钟模式下, 组与组之间的时间称为组周期这种采集模式下的转换过程为 : 组内各通道转换完成后暂停一段时间 ( 即组间间隔 GroupInterval), 再接着转换下一组, 依次重复下去, 所以称为分组采集该功能的应用目的是在相对较慢的采集频率下, 尽可能保证各个通道间的时间差越小来实现更小的相位差, 从而保证通道间的同步性, 故亦称为伪同步采集功能组内采样频率越高, 组间间隔时间越长, 信号相对同步性就越好组内采样频率由 ADPara.Frequency 决定, 组循环次数由 ADPara.LoopsOfGroup 决定, 组间间隔由 ADPara. GroupInterval 决定在分组功能下分为内时钟模式与外时钟模式在内时钟模式下, 组周期由内时钟的采样周期采样通道总数组循环次数和组间间隔共同决定, 每一个组周期 AD 就采集一组数据 ; 在外时钟模式下, 外时钟周期内时钟采样周期采样通道总数组循环次数 + AD 芯片转换时间, 由外时钟控制触发 AD 采集数据外时钟模式分为固定频率外时钟模式和不固定频率外时钟模式在固定频率外时钟模式下, 组周期是外时钟的采样周期在分组功能下, 每个组周期内采集的信号次数 ( 即每组内采集信号的脉冲个数 ) 的计算公式为 : 组周期采样次数 = 采样通道总数组循环次数 USB2812 只有内时钟模式, 具体说明如下 : ( 一 ) 内时钟模式外部信号频率的计算公式如下 : 17

21 USB2080 数据采集卡硬件使用说明书版本 :6.220 组周期 = 内时钟采样周期采样通道总数组循环次数 + AD 芯片转换时间 + 组间间隔外部信号周期 = ( 信号周期点数 / 组循环次数 ) 组周期外部信号频率 = 1 / 外部信号周期公式注释 : 内时钟采样周期 = 1 / (ADPara.Frequency) 采样通道总数 = ADPara.LastChannel - ADPara.FirstChannel + 1 组循环次数 = ADPara.LoopsOfGroup AD 芯片转换时间 = 见 AD 模拟量输入功能参数组间间隔 = ADPara.GroupInterval 信号周期点数 = 在测试程序中以波形信号显示, 用鼠标分别测量一个信号周期的起始点和终止点的点数, 再将测得的点数相减即为信号周期点数点数显示在测试程序左下方的偏移位置栏中在内时钟模式下举例, 例如 : 采集两个通道 0 1, 那么 0 和 1 通道就组成一组采样频率 (Frequency) = Hz( 周期为 a = 10uS), 组循环次数为 1, 组间间隔 (GroupInterval) c = 50uS, 那么组周期采样次数 = 2 1, 采集过程是先采集第一组数据, 包括 0 通道的一个数据和 1 通道的一个数据, 这两个数据分别用 10uS, 转换完两个通道的数据需要 20uS, 经过一个 AD 芯片的转换时间 (b) 后 AD 自动停止进入等待状态直到 50uS 的组间间隔结束后, 便启动下一组, 开始转换 0 和 1 通道数据, 然后再进入等待状态, 就这样依次转换下去, 如下图所示 : 启动使能转换脉冲 a b c a d 内时钟模式下组循环次数为 1 的分组采集说明 : a 内时钟采样周期 b AD 芯片转换时间 c 组间间隔 d 组周期将组循环次数变为 2, 那么组周期采样次数 = 2 2 = 4, 采集过程是先采集第一组数据, 包括 0 通道的两个数据和 1 通道的两个数据, 再采集第二组数据, 转换的顺序为 , 这四个数据分别用 10uS, 转换完两个通道的四个数据需要 40uS, 经过一个 AD 芯片的转换时间后 AD 自动停止进入等待状态直到 50uS 的组间间隔结束后, 便启动下一组, 开始转换 0 和 1 通道数据, 然后再进入等待状态, 就这样依次转换下去, 如下图所示 : 18

22 北京阿尔泰科技发展有限公司启动使能转换脉冲 a b c a d 内时钟模式下组循环次数为 2 的分组采集说明 : a 内时钟采样周期 b AD 芯片转换时间 c 组间间隔 d 组周期内时钟的分组采集规律以此类推 19

23 USB2080 数据采集卡硬件使用说明书版本 :6.220 第八章设备的应用注意事项校准保修第一节注意事项在公司售出的产品包装中, 用户将会找到这本说明书和 USB2080 板, 同时还有产品质保卡产品质保卡请用户务必妥善保存, 当该产品出现问题需要维修时, 请用户将产品质保卡同产品一起, 寄回本公司, 以便我们能尽快的帮用户解决问题在使用 USB2080 板时, 应注意以下问题 : 在使用 USB2080 板时, 应注意以下问题 : 1) 产品正面的 IC 芯片不要用手去摸, 防止芯片受到静电的危害万不得已时, 请先将手触摸一下主机机箱 ( 确保主机电源三线插头中的地线与大地相接 ), 以提前放掉身体上的静电 2) 用户务必注意电源的加电顺序, 使用时要求先开信号源的电源, 然后将板卡与计算机连接 ; 不使用时, 先板卡从计算机中, 后关信号源电源第二节 AD 模拟量输入的校准 USB2080 板出厂时已经校准, 只有当用户使用一段时间后, 或者用户认为需要时才做校准下面以 ±5V 量程为例, 说明校准过程 : 准备一块 5 位半精度以上数字电压表, 安装好 USB2080, 打开主机电源, 预热 15 分种 1) 选模拟输入的任两个通道, 比如 AI0 AI1 通道, 将 AI0 通道输入接模拟地,AI1 接正满度电压毫伏, 其他通道都接地, 在 WINDOWS 下运行 USB2080 测试程序, 选择 0 通道程控增益为 1, 屏幕为单通道显示 ( 即只采集 0 通道 ), 开始采集后, 调整电位器 RP1, 使采集到的 AI0 电压为 0.000V 选择 1 通道程控增益为 1, 屏幕为单通道显示 ( 即只采集 1 通道 ), 开始采集后, 调整电位器 RP2, 使采集到的 AI1 为 mV 重复以上步骤, 直到满足要求为止 2) 如果放大器增益大于 1, 在程控增益栏内键入相应值 ( 参照本公司软件说明书的 PCI 部分 ),AI1 通道也要接入相应的满度电压第三节保修 USB2080 自出厂之日起, 两年内凡用户遵守运输, 贮存和使用规则, 而质量低于产品标准者公司免费修理 20

产品硬件使用说明书

产品硬件使用说明书 PCI8002A 同步高速数据采集卡硬件使用说明书北京阿尔泰科技发展有限公司产品研发部修订北京阿尔泰科技发展有限公司目录目录...1 第一章功能概述...2 第一节产品应用...2 第二节总线及制作工艺特点...2 第三节 AD 模拟量输入功能...2 第四节 DI 数字量输入功能...3 第五节 DO 数字量输出功能...3 第六节其他指标...3 第二章元件布局图及简要说明...4