1 / 30

iLV = inleiding LabVIEW

iLV = inleiding LabVIEW. Martin van Exter. Overzicht. Opzet Cursus LabVIEW vooral practica : LV1-5 Digitaal  Analoog representaties & omzettingen Communicatie binnen PC (met 3 bussen) naar buiten met PC  IEEE bus  randapparatuur

psyche
Télécharger la présentation

iLV = inleiding LabVIEW

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. iLV =inleiding LabVIEW Martin van Exter

  2. Overzicht • Opzet Cursus LabVIEW • vooral practica: LV1-5 • Digitaal  Analoog • representaties & omzettingen • Communicatie • binnen PC (met 3 bussen) • naar buiten met • PC  IEEE bus  randapparatuur • PC  I/O insteekkaart  lintkabel  BNC kastje • Aansturing & controle met LabVIEW software

  3. Rooster LabVIEW

  4. Signaal = analoog voltage Transistoren + RC(L) circuits (ouderwetse electronica) Analoge bewerking (gevoelig voor ruis) Signaal = 0 of 1 < 0.8 V of > 2.0 V TTL (transistor-transistor logic) = 5 V CMOS (Complementary Metal On Silicon) = 3-15 V Geïntegreerde circuits (moderne IC technologie) systeem bevat microprocessor Exacte bewerking (ongevoelig voor ruis) Analoog versus Digitaal

  5. Binaire getallen • Decimaal: 154 = 1 x 102 + 5 x 101 + 4 x 100 • Binair: 1001 = 1 x 23 + 0 x 22 + 0 x 21 + 1 x 20 = 8+1 = 9 • Wat is 1101 ? • Waarom niet 3-tallig of 10-tallig ? • beter onderscheid toestanden • veel fysische mogelijkheden voor aan/uit • Boolse algebra maakt schakelingen eenvoudig

  6. i=0 Digitale representatie van analoog voltage • We zoeken een afbeelding U0 <=> a = a3a2a1a0 (4 bits) of a = an-1 …a0 (n bits) • Conversie procedure: • Introduceer een referentie voltage Uref • bereken U0 / Uref  [0,1 • Vergelijk dit met a / 2n  [0,1 • Randgebieden? a = 0  U0 [0, Uref/2n (alle analoge segmenten even groot) • U0 = Uref ai 2 i-n = Uref (an-1 ½ + an-2 ¼ + …) n-1

  7. Waarom Digitale signaalverwerking ? • Geen verlies aan kwaliteit na digitalisatie => wel mogelijk verlies bij digitalisatie ! (spectrale inhoud + resolutie) • Willekeurige manipulatie van signaal mogelijk • Foutcorrecties mogelijk (ongevoelig voor ruis) • Digitale opslag maakt verwerking achteraf mogelijk • Grote flexibiliteit met PCs • Data compressie mogelijk Vb: Geef (bij TV) beeld alleen veranderingen door.

  8. Informatieverlies bij discretisering • Resolutie <=> Quantisatie (aantal bits per monster) • Spectrale inhoud <=> Bemonster snelheid (punten/sec.) signaal n+1 n n-1 t1 t2 tijd

  9. Bemonsteren bekeken in Fourier domein In tijd-domein vermenigvuldiging met:  (t-nTsample) In frequentie-domein convolutie met:  ( -nsample) Dus periodiek !!

  10. Omzetting digitaal  analoog • Twee typen parallelle DA omzetters (DACs): • essentie: spanningsdeler van Uref • Compenserende AD omzetters (DAC & comperator) • essentie: werken met DAC en terugkoppellus • Niet-compenserende AD omzetters • Flash ADC (zeer snel) • Integrerende ADC (zeer nauwkeurig)

  11. Simpele Digitaal-Analoog omzetter (DAC) • Kies Ri-1 = 2 Ri en Rt = Rn-1 /2 Fig. 18.2

  12. DA conversie op basis van laddernetwerk • Weerstand van elk netwerk is 2R => stroomsterkte steeds gehalveerd! Fig. 18.4

  13. Specificaties van “12 bit DAC” Regtien tab. 18.1

  14. Compenserende ADCs werken met DAC in feedback loop Fig. 18.6

  15. Tracking ADC • Tracking ADC is compenserende ADC = Comparator & DAC • Voordeel: geeft alle veranderingen weer wanneer “gelockt” • Nadeel: begint traag

  16. Tracking ADC (hardware)

  17. Successive approximation ADC • Bedenk zelf blokschema voor successive approximation ADC • Wat is maximum aantal klokpulsen voordat er resultaat is? Fig. 18.7

  18. Specificaties van “successive approximation ADC” Regtien tab. 18.2

  19. Directe A-D omzetting via “Flash ADC” • Zeer snel • vaak in digitale oscilloscoop • Heel veel componenten nodig • Erg gevoelig voor precieze waarden van diverse R’s • referentie meting is vaak handig Fig. 18.11

  20. Integrerende ADC (Dual ramp ADC) • Principe: • Ui gedurende vast tijd • Uref gedurende variabele tijd Ui = - (ti /T) Uref Fig. 18.13 & 18.14

  21. Overzicht behandelde DACs & ADCs • Twee typen parallelle DA omzetters (DACs): • Diverse weerstanden met Ri-1 = 2 Ri • Netwerk van weerstanden R en 2R voor halveringen • Compenserende AD omzetters (DAC & comperator) • Tracking ADC • Successive approximation ADC • Niet-compenserende AD omzetters • Flash ADC als snelste variant • Integrerende ADC als trage nauwkeurige variant

  22. Schematische opbouw computer Interface = grensvlak, scheidingslaag Von Neumann structuur Fig. 20.1

  23. Bus structuren • 3 soorten bussen: data, adres, control (één zendt, allen luisteren) • Control = aansturing, handshake & interrupt lijnen (directe actie) • Vaak memory-mapped I/O (selectie interface met enkel adres) Fig. 20.4

  24. Interne opbouw CPU (microprocessor) ALU = Arithmetic and Logic Unit Fig. 20.5

  25. Twee soorten I/O op LV practicum • Externe IEEE bus • PC  IEEE bus  randapparatuur • alle randapparatuur wordt aangesloten op externe bus (en moet dan ook een IEEE aansluitmogelijkheid hebben) • PC regelt het verkeer over deze bus • DAC + ADC en andere omzetters op insteekkaart in PC • PC  I/O insteekkaart  lintkabel  BNC kastje • diverse mogelijkheden: • AO = Analoge Output = DAC • AI = Analoge Input = ADC • DIO = Digitale I/O • Timer / counter

  26. Aansturing externe apparatuur • Externe bus: • veel verschillende kloktijden => asynchroon transport • vertragingen (lange kabels) • Universele interface (hardware & protocol): • GPIB = General Purpose Interface Bus • IEEE-488.2 (Institute of Electrical and Electronics Engineering) • IEC-625 (International Electrotechnical Commission)

  27. Open collector logica • Elk aangesloten circuit kan de lijn “omlaag trekken” • v.b. SRQ = Service ReQuest • Daarna “polling”, wie deed het? • Aansturing vanaf PC controller kaart Fig. 21.16

  28. Handshaking IEEE-488 (Tabor handleiding) • DAV = DAta Valid • talker • NRFD = Not Ready For Data • listener • NDAC = Not Data Accepted • listener

  29. LabVIEW: Software voor data acquisitie • Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench

  30. Block Diagram Window • Front panel window  Block diagram window

More Related