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PCI控制采集卡

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产品名称: PCI控制采集卡
产品型号: PCI-8031
产品展商: PTI
产品文档: 无相关文档

简单介绍

PCI控制采集卡 A/D:12bit,32(单)/16(双)CH,输入范围:0-10V、±5V、±10V;DI:16CH, DO:16CH 限于版面,众多功能及型号不能展示,如需别的功能及定制产品,请联销售人员


PCI控制采集卡  的详细介绍

PCI控制采集卡 

1. 概述

     PCI-8031 模入接口卡适用于提供了PCI 总线插槽的PC系列微机,具有即插即用(PnP)的功能。其操作系统可选用目前流行的 Windows 系列、高稳定性的Unix等多种操作系统以及专业数据采集分析系统LabVIEW 等软件环境。在硬件的安装上也非常简单,使用时只需将接口卡插入机内任何一个PCI总线插槽中并用螺丝固定,信号电缆从机箱外部直接接入。

    PCI-8031模入接口卡允许采用32路单端输入方式或16路双端输入方式。用户可根据需要选择测量单极性信号或双极性信号。其输入的模拟信号由卡前端的37D型插头直接接入。

    本卡还提供了TTL电平的16路输入和16路输出信号通道,这些信号通道由卡后端的40芯扁平电缆转换为37D型插头提供给用户。

 

2. 主要技术参数

2.1     模入部分(*为出厂标准状态,下同)

2.1.1  输入通道数:单端32*;双端16

2.1.2       输入信号范围: 0V10V*;-5V~+5V -10V~+10V

2.1.3       输入阻抗:≥10MΩ

2.1.4       AD转换分辨率:12

2.1.5       AD转换速率:10μS

2.1.6       AD启动方式:程序启动

2.1.7       AD转换非线性误差:±1LSB

2.1.8       AD转换输出码制:单极性原码*/双极性偏移码

2.1.9       系统综合误差:≤0.1 F.S

2.2              开关量部分

2.2.1       输入路数:16TTL电平

2.2.2  输出路数:16TTL电平

2.3    电源功耗:+5V(±10) 500mA

2.4    环境要求:工作温度:  1040

相对湿度:  40%~80

存贮温度:-55℃~+85

2.5     外型尺寸(不含档板)

长×高=164.8mm×106.7mm   ( 6.5英寸×4.2英寸)

 

3. 工作原理

        PCI-8031 模入接口卡主要由模拟多路开关选通电路、差分放大器电路、模数转换电路、开关量输入输出电路和接口控制逻辑电路组成。

3.1 模拟多路开关选通电路:

        模拟通道开关由4MPC508(或同类产品)及跨接器KJ1KJ2组成,可以从32路单端信号或16路双端信号中任选一路,送入差分放大器。

3.2差分放大器电路:

        差分放大器由3个运算放大器以及相关的电阻、电容组成一个标准的仪用差分放大器,用以对通道开关选中的模拟信号进行变换处理。

3.3模数转换电路:

12位逐次逼近式AD转换器ADS774片内自带精密基准源,并经激光修调,具有较高的转换速率和转换精度,其转换时间仅为 10μSAD转换器由程序启动,其转换状态的结束可由程序查询读出或产生结束中断申请。AD转换器的模拟输入信号幅度由跨接器KJ3 选择, AD 转换后的输出代码形式由跨接器KJ4选择,可分别输出二进制原码或双极性偏移二进制码。电位器W1 用于零点调节,W2 用于双极性偏移调节,W3 用于满量程增益调节。

3.4 开关量输入输出电路:

本卡还提供了各16路的开关量输入输出信号通道。使用中需注意对这些信号的要求应严格符合TTL 电平规范。

3.5 接口控制逻辑电路:

接口控制逻辑电路用来将PCI总线控制逻辑转换成与各种操作相关的控制信号。                                                               

4.  安装及使用注意

本卡的安装十分简便,只要将主机机壳打开,在关电情况下,将本卡插入主机的任何一个空余PCI扩展槽中,再将档板固定螺丝压紧即可。

本卡采用的模拟开关是COMS 电路,容易因静电击穿或过流造成损坏,所以在安装或用手触摸本卡时,应事先将人体所带静电荷对地放掉,同时应避免直接用手接触器件管脚,以免损坏器件。

禁止带电插拔本接口卡。本卡跨接选择器较多,使用中应严格按照说明书进行设置操作。设置接口卡开关、跨接套和安装接口带缆时均应在关电状态下进行。

当模入通道不全部使用时,应将不使用的通道就近对地短接,不要使其悬空,以避免造成通道间串扰和损坏通道。

为保证安全及采集精度,应确保系统地线(计算机及外接仪器机壳)接地良好。特别是使用双端输入方式时,为防止外界较大的共模干扰,应注意对信号线进行屏蔽处理。

当本卡使用的信号环境较为恶劣时,为保护本卡和主机,用户可以在本卡前端的预留位置加装双向TVS舜态电压保护管。但加装TVS管后,TVS管的特性将使本卡的输入阻抗下降,同时对信号源的驱动能力有一定的要求,否则将降低本卡的采样精度。

 

5.  使用与操作

5.1 跨接器的使用:

5.1.1单端/双端方式选择:

    KJ1KJ2为单端/双端方式选择插座使用方法见图1

                    

                        KJ1     KJ2                  KJ1     KJ2

                     a. 单端输入方式            b. 双端输入方式

                            1  单/双端方式选择

   

5.1.2 AD量程选择:

    KJ3 AD量程选择插座,其使用方法见图2

                            KJ3                            KJ3

                       a. 010V,±5V输入   b. ±10V输入    

2  AD量程选择

实际选择AD量程还要配合KJ4,具体为:

010V 量程:KJ3跳为方式aKJ4跳为方式a

±5V   量程:KJ3跳为方式aKJ4跳为方式b

±10V  量程:KJ3跳为方式bKJ4跳为方式a

 

5.1.3 转换码制选择:

KJ4为转换码制选择插座。码制的定义参见A. 名词注释一节。用户应根据输入信号的极性进行选择,选择方法见图3

                      KJ4                            KJ4

                         a. 单极性原码    b. 双极性偏移码

                               3  转换码制选择
PCI控制采集卡

 

 

5.2 输入输出接口定义:

5.2.1 模入部分:

本卡前端37D型插座(CZ1)的信号定义见表1 ,用户可根据需要选择连接信号线(单端)或信号线组(双端)。为减少信号杂波串扰和保护通道开关,凡不使用的信号端应就近与模拟地短接。

                    1  CZ1模拟输入信号端口定义(括号内表示双端方式)

插座引脚号

信 号 定 义

插座引脚号

信 号 定 义

1

模拟地

20

模拟地

2

CH1(CH1+)

21

CH17(CH1-)

3

CH2(CH2+)

22

CH18(CH2-)

4

CH3(CH3+)

23

CH19(CH3-)

5

CH4(CH4+)

24

CH20(CH4-)

6

CH5(CH5+)

25

CH21(CH5-)

7

CH6(CH6+)

26

CH22(CH6-)

8

CH7(CH7+)

27

CH23(CH7-)

9

CH8(CH8+)

28

CH24(CH8-)

10

CH9(CH9+)

29

CH25(CH9-)

11

CH10(CH10+)

30

CH26(CH10-)

12

CH11(CH11+)

31

CH27(CH11-)

13

CH12(CH12+)

32

CH28(CH12-)

14

CH13(CH13+)

33

CH29(CH13-)

15

CH14(CH14+)

34

CH30(CH14-)

16

CH15(CH15+)

35

CH31(CH15-)

17

CH16(CH16+)

36

CH32(CH16-)

18

NC(空脚)

37

模拟地

19

模拟地

 

 

 

5.2.2 开关量部分:

本卡后端40芯扁平线插座(CZ2)的信号定义见表2

                     2  CZ2开关量输入输出信号端口定义

插座引脚号

信 号 定 义

插座引脚号

信 号 定 义

1

+5V电源输出

2

+5V电源输出

3

DI1

4

DI2

5

DI3

6

DI4

7

DI5

8

DI6

9

DI7

10

DI8

11

DI9

12

DI10

13

DI11

14

DI12

15

DI13

16

DI14

17

DI15

18

DI16

19

DO1

20

DO2

21

DO3

22

DO4

23

DO5

24

DO6

25

DO7

26

DO8

27

DO9

28

DO10

29

DO11

30

DO12

31

DO13

32

DO14

33

DO15

34

DO16

35

数字地

36

数字地

37

数字地

38

数字地

39

数字地

40

数字地

5.2.3 40芯扁平电缆转换为37D型插头后的信号定义见表3

 

                   3  转换为37D型插头时开关量输入输出信号端口定义

插座引脚号

信 号 定 义

插座引脚号

信 号 定 义

1

+5V电源输出

20

+5V电源输出

2

DI1

21

DI2

3

DI3

22

DI4

4

DI5

23

DI6

5

DI7

24

DI8

6

DI9

25

DI10

7

DI11

26

DI12

8

DI13

27

DI14

9

DI15

28

DI16

10

DO1

29

DO2

11

DO3

30

DO4

12

DO5

31

DO6

13

DO7

32

DO8

14

DO9

33

DO10

15

DO11

34

DO12

16

DO13

35

DO14

17

DO15

36

DO16

18

数字地

37

数字地

19

数字地

 

 

 

5.3 控制端口与数据格式:PCI控制采集卡

5.3.1 各控制端口的地址与功能见表4

 

                                 4  端口地址与功能表

端口地址

操作命令(字操作)

       

基地址+0

写通道代码

基地址+2

启动AD转换,清除中断申请

基地址+2

A/D转换标志和结果

基地址+4

DI开关量数据

基地址+6

DO开关量数据

 

注:所有操作均为16位。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.3.2       模入通道代码数据格式见表5(端口地址为基地址+0)

                             5 模入通道代码数据格式

通道号

十进制代码

十六进制代码

输入方式

通道号

十进制代码

十六进制代码

输入方式

1

0

00H

单/双

17

16

10H

2

1

01H

单/双

18

17

11H

3

2

02H

单/双

19

18

12H

4

3

03H

单/双

20

19

13H

5

4

04H

单/双

21

20

14H

6

5

05H

单/双

22

21

15H

7

6

06H

单/双

23

22

16H

8

7

07H

单/双

24

23

17H

9

8

08H

单/双

25

24

18H

10

9

09H

单/双

26

25

19H

11

10

0AH

单/双

27

26

1AH

12

11

0BH

单/双

28

27

1BH

13

12

OCH

单/双

29

28

1CH

14

13

ODH

单/双

30

29

1DH

15

14

0EH

单/双

31

30

1EH

16

15

0FH

单/双

32

31

1FH

 

5.3.3       AD转换标志和结果,数据格式见表6(端口地址为基地址+2)

                     6  AD转换标志和结果数据格式(x表示任意)

命令

D15

D14

D13

D12

D11

D10

D9

D8

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

AD转换状态

1

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

正在转换

0

0

0

0

DB11

DB10

DB9

DB8

DB7

DB6

DB5

DB4

DB3

DB2

DB1

DB0

转换结束

注:双极性时DB11为符号位

 

5.3.4 开关量输入输出信号的数据格式:

    开关量输入输出信号的数据格式采用的是位方式,即一个字中的任意一位对应一路输入输出信号(端口地址为基地址+4+6)。

                           7  开关量输入输出信号数据格式

端口地址

操作命令

D15

D14

D13

D12

D11

D10

D9

D8

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

基地址+4

DI16

DI15

DI14

DI13

DI12

DI11

DI10

DI9

DI8

DI7

DI6

DI5

DI4

DI3

DI2

DI1

基地址+6

DO16

DO15

DO14

DO13

DO12

DO11

DO10

DO9

DO8

DO7

DO6

DO5

DO4

DO3

DO2

DO1

 

5.4 调整与校准:

   本卡出厂时已进行了调整与校准,如无必要,请不要进行此项工作。如果长期使用后发现零点或满度偏移,请按下述方法进行调校。

5.4.1 零点校准:

    将任一通道对模拟地短接(单端方式时)同时对该通道进行AD转换,调整W1电位器,使其转换结果为“0或“1(稍微偏正1个码为好)

5.4.2 满度校准:

在任一通道接入一接近正满度的稳定正电压信号,运行程序对该通道采样。调整W3使AD转换读数值等于或接近外加信号电压。

5.4.3 双极性校准:

如果测量双极性信号时偏差较大,应在零点和满度已校准好的基础上分别加入正、负信号并反复调整W2 使其符合要求。

 

 

 

 

6. 板卡驱动及编程说明:

PCI-8310板卡驱动及编程说明请看《PCI-8310驱动说明书.doc》,此驱动说明书以电子文档的形式与板卡驱动放在同一个压缩包内,一般可从中泰网站下载。

 

A. 名词注释

1.       单端输入方式

各路输入信号共用一个参考地电位,即各路输入信号共地,这是蕞常用的接线方式。使用单端输入方式时,地线比较稳定,抗干扰能力较强,建议用户尽可能使用此种方式。

2.       双端输入方式

各路输入信号各自使用自己的参考电位,即各路输入信号不共地。如果输入信号来自不同的信号源,而这些信号源的参考电位(地线)略有差异,可考虑使用这种接线方式。使用双端输入方式时,输入信号易受干扰,所以,应加强信号线的抗干扰处理,同时还应确保模拟地以及外接仪器机壳接地良好。而且特别注意的是,所有接入的信号,不论是高电位还是低电位,其极限电平相对于本卡的模拟地电位应不超过±15V, 以避免电压过高造成器件损坏。

3.       单极性信号

    输入信号相对于模拟地电位来讲只偏向一侧, 如输入电压为0 10V

4.       双极性信号

    输入信号相对于模拟地电位来讲可正可负,如输入电压为 5V+5V

5.       码制

模拟量信号转换为数字量后,形成一组从04095的连续数字,每一个数字对应着一个特定的模拟量值, 这种对应关系称为编码方法或码制。

依据输入信号的不同分为单极性原码与双极性偏移码。单极性输入信号对应着单极性原码,双极性信号对应着双极性偏移码.

6.       单极性原码

12A/D为例, 输入单极性信号010V。转换后得到04095的数字量,数字量0对应模拟量为0V,数字量4095对应模拟量为10V,这种编码方法称为单极性原码,其数字量值与模拟电压值的对应关系可描述为:

          模拟电压值=数码(12)×10(V)4096    ( V )

          即:1LSB1个数码位)=2.44mV

7.       双极性偏移码∶

12A/D为例,输入双极性信号-5+5V。转换后得到04095的数字量,数字量0对应模拟量为-5V,数字量4095对应模拟量为+5V,这种编码方法称为双极性偏移码,其数字量值与模拟电压值的对应关系可描述为:

          模拟电压值=数码(12)×10(V)40965    ( V )

          即:1LSB1个数码位)=2.44mV

    此时12位数码的蕞高位(DB11)为符号位,此位为0表示负,1表示正。偏移码与补码仅在符号位上定义不同,如果反向运算,可以先求出补码再将符号位取反就可得到偏移码。

8.       A/D转换速率∶

    表明A/D转换芯片的工作速度。如对 BB774 来讲,完成一次转换所需要的时间是 10 微秒,则它的转换速率为100 KHz

9.       通过率∶

    A/D 采集卡对某一路信号连续采集时的蕞高采集速率。

10.    基地址∶

使用板卡时,需要对卡上的一组寄存器进行操作,这组寄存器占用数个连续的地址,一般将其中蕞低的地址值定为此卡的基地址,这个基地址值是在板卡安装后由系统自动分配的。

 

 

本产品自售出之日起两年内,凡用户遵守贮存、运输及使用要求,而产品质量低于技术指标的,凭保修单免费维修。因违反操作规定和要求而造成损坏的,需交纳器件和维修费。
PCI控制采集卡

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