Параметры сигналов, подаваемых на разъемы платы ЛА-20USB

Разъем	Описание входного/выходного сигнала
XP1	ТТЛ-совместимый сигнал соответствующей полярности
XP2	Максимальная амплитуда входного сигнала, подаваемого на аналоговые входы (AIN<0…31>) не более 0±12В
XP3	Интерфейс USB

1.3 Параметры ЛА-20USB

1.3.1 аналогово-цифровой канал

Число аналоговых входов	32 однополюсных / 16 дифференциальных
Входное сопротивление	Не менее 5 МОм
Разъем	DHR-44
Диапазоны входного напряжени я	±10.0 В; ±5.0 В; ±2.5 В; ±1.0 В; ±0.5 В; ±0.25 В; ±0.1 В; ±0.05 В;
Защита по напряжению аналоговых входов	±15 В
Время установления рабочего режима	5 мин

1.3.2 аналогово-цифровой преобразователь

Тип	последовательного приближения
Разрешение	12 бит
Время преобразов ания	20 мкс
Максимальная частота дискретизации	50 кГц
Запуск АЦП	от внутреннего кварцевого генератора; от внешней тактовой частоты
Внешняя тактовая частота	ТТЛ-совместимый сигнал, импульсная последова-тельность отрицательной полярности; длительность импульсов не менее 100 нс, период не менее 20 мкс, но не более 1 мс

1.3.3 цифровой порт

Число линий	8 ввода / 8 вывода (с защёлкой)
Уровни и пороговые значения	ТТЛ – совместимые
Режимы работы	программное чтение/запись; чтение четырёх старших битов синхронно с данными АЦП
Разъём	DHR-26

1.3.4 статические параметры аналогово-цифрового канала

	Типовое значение	Максимальное значение
Дифференциальная нелинейность	± 0.4 МЗР	± 0.6 МЗР
Интегральная нелинейность	± 0,2 МЗР	± 0,3 МЗР
Ошибка сдвига	± 0,2 МЗР	± 0,5 МЗР
Собственный шум платы (СКО)	0,4 МЗР	0,6 MЗР
Относительное значение систематической составляющей погрешности для диапазона входного напряжения ±10 В	0,2 %	0,2 %

1.3.5 динамические параметры аналогово-цифрового канала

Приведены динамические параметры для входного гармонического калибровочного сигнала с частотой 1 кГц и амплитудой ±9,8 В; входной диапазон АЦП ± 10В, частота запуска АЦП 50 кГц.

	Типовое значение	Минимальное значение
Отношение сигнал/шум	70 дБ	68 дБ
Коэффициент гармонических искажений	-78 дБ	-76 дБ
Реальный динамический диапазон	80 дБ	76 дБ
Число эффективных разрядов	11,2	11,0

1.4 Устройство и работа прибора

1.4.1 Структурная схема взаимодействия составных частей прибора показана на рис.1.3.

Рис. 1.3. Структурная схема взаимодействия составных частей прибора

Исследуемый аналоговый сигнал подается на входы каналов 0 - 31 устройства ЛА-2USB (более подробно о функциональной схеме ЛА-2USB см. п. 1.4.2. Устройство ЛА-2USB осуществляет преобразование входного аналогового сигнала в цифровую форму, удобную для последующей обработки на ПЭВМ.

Обмен данными аналогово-цифрового преобразования между ПЭВМ и устройством осуществляется через интерфейс USB ПЭВМ.

ПЭВМ при помощи специальной программы, входящей в комплект поставки (например, ADCLab) или программы, разработанной самим пользователем, осуществляет обработку поступающих от устройства данных аналогово-цифрового преобразования и управление устройством через интерфейс USB.

1.4.2 описание устройства ЛА-2USB

Устройство содержит следующие независимые узлы: аналогово-цифровой канал (АЦК), опорный кварцевый генератор, цифровой порт ввода/вывода, внутренний интерфейс управления и конфигурации, интерфейс USB 2.0 и вторичный источник питания.

1.4.3 аналогово-цифровой канал

Основное назначение АЦК – преобразование исследуемого аналогового сигнала в цифровую форму.

АЦК состоит из входного мультиплексора, полного инструментального усилителя, программируемого усилителя, АЦП с УВХ. Режим работы АЦК (однополюсный или дифференциальный) задаётся программно. С помощью программируемого усилителя можно программно задать входной диапазон АЦП. При задании для работы одновременно нескольких каналов (группы каналов) – коэффициент усиления в каждом канале может быть задан раздельно на каждый канал.

Источник тактовой частоты АЦП может быть внешний ТТЛ-совместимый сигнал, импульсная последовательность отрицательной полярности; длительность импульсов не менее 100 нс (частота от 1 до 50 кГц), подаваемый на соответствующий контакт разъема XP2 или ХР1 или внутренний – 1 МГц с 16 – разрядным счетчиком-делителем (2¹⁶-1=65535), таким образом, минимальная задаваемая частота для платы может быть приблизительно 15,26 Гц. Внутренним источником тактовой частоты АЦП служит кварцевый генератор. Сетка задаваемых частот образуется так: максимальная частота 50 кГц образуется как 1 МГц/20 = 50 кГц, следующая частота 1МГц/21, затем 1МГц/22 и т.д. до 1МГц/65535.

Выбор режима работы аналогово-цифрового преобразователя - от кварцевого генератора или внешнего источника тактовой частоты, задается программно.

1.4.4 цифровой порт ввода/вывода

Цифровой порт ввода/вывода содержит 16 линий - 8 на ввод (порт PB) и 8 на вывод (порт PA). Линии ввода и вывода независимы. Ввод может стробироваться сигналом STR_DIO с соответствующего контакта разъёма XP1. Стробирование осуществляется уровнем логического нуля. Кроме режима программного ввода/вывода возможен ввод 4 битов данных синхронно с данными АЦП. Это может использоваться в задачах, где необходимо фиксировать состояние цифровых линий параллельно с оцифровкой аналоговых входов. Также в задачах синхронизации собираемых данных, при объединении нескольких устройств в единую систему.

Карта битов для ЛА-20USB:

D15

D16

D13

D12

D11

D10

D11

D10

PB7

PB6

PB5

PB4

Бит	Имя	Описание
D<0…D3>	PB<4…7>	4 старших бита цифрового порта ввода (читаются синхронно с данными АЦП)
D<4…15>	D<0…D11>	биты данных АЦП

1.4.5 интерфейсы для управления и ввода вывода

Внутренний интерфейс управления и конфигурации представляет собой набор регистров и управляющей логики, необходимый для программного задания всех параметров работы преобразователя, таких, например, как:

· режим работы АЦК;

· число опрашиваемых каналов;

· режим работы цифрового порта ввода/вывода и другие параметры.

Интерфейс USB версии 2.0 осуществляет управление обменом данными между прибором и ПЭВМ.

Устройством можно управлять при помощи любого языка программирования, который имеет возможность работать с портами ввода/вывода ПЭВМ. Например: Basic, Visual Basic, C, C++ и другие.