Ацп для шины pci
Универсальные платы АЦП для шины PCI
Одновременно с жаркой дискуссией о наличии или отсутствии перспектив у шины ISA на ближайшее десятилетие, ведущейся в отечественных журналах, освещающих проблемы диагностики, измерений и контроля на базе плат и модулей сбора данных, управляемых ПК [1,2], основные производители плат АЦП/ЦАП и цифрового ввода/вывода приступили к насыщению рынка этих изделий продукцией, ориентированной на сопряжение с компьютером по шине PCI. В статье представлены результаты анализа недорогих плат АЦП с частотами оцифровки аналоговых сигналов в полосе сотен килогерц для задач промышленной и лабораторной автоматизации. Рассмотрим продукцию ведущих зарубежных и отечественных производителей, устойчиво работающих на рынке последние 10 лет, базирующихся на собственных наработках в области цифровой обработки аналоговых сигналов.
Несмотря на то, что за рубежом сотни фирм занимаются производством систем измерений, диагностики и контроля штатно управляемых ПК, лидирующие позиции занимают около десятка компаний, среди которых National Instruments, Hewlett-Packard, Keithley Instruments, Computer Boards, Blue Wave Systems, Omega Engineering, Fluke, IOtech, Data Translation, Signalogic, Microstar Laboratories.
В нашей стране основное производство плат АЦП для сторонних потребителей сосредоточено в ЗАО “Л-КАРД”, Центре АЦП “Руднев-Шиляев”, АОЗТ “Инструментальные системы” и ЗАО “Компания Сигнал”.
В последние 2–3 года за рубежом громогласно заявили о своих предложениях в области недорогих универсальных плат АЦП на шину PCI: National Instruments (NI), Computer Boards (CB), Omega Engineering (OE), Microstar Laboratories (ML). В России, для решения задач автоматизации измерений и стендовых испытаний, разработку и серийные поставки развивающегося семейства недорогих универсальных плат АЦП на шину PCI своим заказчикам осуществляет пока только Л-КАРД [1,3]. В табл. 1 сопоставлены технические характеристики самых дешёвых моделей семейств плат АЦП на шину PCI всех этих компаний.
Таблица 1. Основные характеристики плат АЦП на шину PCI от ведущих разработчиков
PCI MITE позволяет организовать три канала ПДП для обслуживания аналогового ввода/вывода и ввода/вывода сигналов синхронизации. DAQ-STC обеспечивает синхронизацию АЦП и ЦАП, содержит схемы логики формирования прерываний работы плат и синхронизации ввода/вывода между портами ввода/вывода и шиной RTSI. Всего DAQ-STC имеет 10 счётчиков/таймеров: по 4 — на обслуживание аналогового ввода/вывода и 2 — для использования по усмотрению пользователя. Среди дополнительных возможностей — использование внешнего источника тактовой частоты вместо штатного 20-МГц. Аппаратное решение DAQ-STC даёт пользователю возможность оцифровывать сигналы на разных каналах с индивидуальными частотами дискретизации. Шина RTSI обеспечивает синхронную работу нескольких плат, “информируя” их, при необходимости, о сигнале синхронизации, поступившем на одно из устройств.
Следует особо отметить, что использование заказной СБИС PCI MITE, поддерживающей режим bus-master, в Одновременно с жаркой дискуссией о наличии или отсутствии перспектив у шины ISA на ближайшее десятилетие, ведущейся в отечественных журналах, освещающих проблемы диагностики, измерений и контроля на базе плат и модулей сбора данных, управляемых ПК [1,2], основные производители плат АЦП/ЦАП и цифрового ввода/вывода приступили к насыщению рынка этих изделий продукцией, ориентированной на сопряжение с компьютером по шине PCI. В статье представлены результаты анализа недорогих плат АЦП с частотами оцифровки аналоговых сигналов в полосе сотен килогерц для задач промышленной и лабораторной автоматизации. Рассмотрим продукцию ведущих зарубежных и отечественных производителей, устойчиво работающих на рынке последние 10 лет, базирующихся на собственных наработках в области цифровой обработки аналоговых сигналов.
В Л-КАРД разработан ряд плат АЦП/ЦАП на шину PCI L-7xx на базе сигнальных процессоров ADSP-218x компании Analog Devices. Интересно, что удалось создать изделия, сопоставимые по цене с аналогами-предшественниками этих плат на шину ISA, при улучшении технических параметров за счёт применения современной элементной базы и перехода на “быструю” шину.
Сейчас в серии плат на шину PCI компании Л-КАРД три модели: L-761/-780/-783. Это универсальные платы, обеспечивающие выполнение 4-х наиболее распространенных функций для измерительных и управляющих систем: АЦП, ЦАП, ввод и вывод цифровых сигналов. Находящийся на плате ЦСП в штатном режиме осуществляет тактирование и синхронизацию работы АЦП и ЦАП, служит буфером и организует обмен данными с ПК через двухпортовое ОЗУ. Дополнительно он обспечивает пользователю принципиальную возможность перенесения части операций обработки сигнала на плату и даже написание собственных драйверов. При этом в комплект поставки плат входят законченные выполняемые программы для процессора, позволяющие осуществлять ввод/вывод с аналоговых каналов в самых различных режимах и без необходимости дополнительного программирования ЦСП. Переключение каналов при многоканальном режиме сбора данных происходит автоматически, с произвольным порядком выборки канала и коэффициента усиления. Входное сопротивление каналов — не менее 1 МОм. Аналоговая часть платы L-761 имеет гальваническую развязку на 500 В с цифровой частью и с цепями персонального компьютера, что расширяет диапазон приложений и повышает помехозащищённость аналогового тракта.
Использование новых коммутаторов компании Analog Devices с вертикальными оксидными струк-турами уменьшило межканальное прохождение при переключении каналов. Это позволило для плат L-761/-780 обеспечить работу с входными сигналами в милливольтовом диапазоне (табл. 2).
Таблица 2. Характеристики плат АЦП L-xx производства Л-КАРД
L-761 | L-780 | L-783 | |
Частота преобразования | для 125 кГц | до 400 кГц | до 3 МГц |
Входные диапазоны | +-(5/1,2/0,3/0,08 В) | +-(5/1,2/0,3/0,08 В) | +-(5/2,5/1,2/0,6 В) |
Разрядность (расчет по отношению сигнал/шум на заземленном входе усилителя) | (13,7 бит (частота дискретизации 100кГц) | (13,8 бит (частота дискретизации 300кГц) | (11,8 бит (частота дискретизации 2,8МГц) |
Разрядность (расчет по отношению сигнал/(шум+гармоники)) | 13,3 бит (оцифровка синусоидального сигнала 10 кГц/4,9В; частота дискретизации 100кГц) | 13,3 бит (оцифровка синусоидального сигнала 10 кГц/4,9В; частота дискретизации 300кГц) | 11,7 бит (оцифровка синусоидального сигнала 100 кГц/2,4В; частота дискретизации 2,8МГц) |
Гальваноразвязка | есть | нет | нет |
Интегральная нелинейность | до +-1,5 бит | до +-1,5 бит | до +-1 бит |
Дифференциальная нелинейность | -1. +1,5 бит | -1. +1,5 бит | до +-1 бит |
Время установления аналогово тракта при максимальном перепаде напряжения | макс. 1,8 мкс (точность установления аналогово тракта 0,01%) | макс. 1,8 мкс (точность установления аналогово тракта 0,01%) | макс. 200 нс (точность установления аналогово тракта 0,1%) |
Межканальное прохождение | -80 дБ(для 10 кГц) | -80 дБ(для 10 кГц) | -70 дБ(для 100 кГц) |
Базовые технические параметры и некоторые характеристики цифро-аналогового преобразования для плат серии L-7хх представлены в табл. 2.
При необходимости подачи с платы аналоговых сигналов для всех изделий серии L-7хх используется микросхема сдвоенного ЦАП, что позволило вывести на внешний разъём 2 канала с сигналом в диапазоне ±5 В. Время установления — 8 мкс, максимальная частота преобразования — 125 кГц, разрядность — 12 бит. Модели плат L-761/-780/-783 на базе шины PCI имеют 16 цифровых входных и 16 выходных ТТЛ-линий, которые могут быть использованы для управления внешними устройствами.
Представленные данные свидетельствуют о том, что для создания контрольно-измерительных систем в промышленности и лабораторных исследованиях рынок представляет потребителю уже достаточно широкий простор для манёвра при выборе плат АЦП по техническим, экономическим соображениям и авторитету производителя. При этом, однако, следует принимать во внимание ещё один аспект. Внедрение плат АЦП может потребовать детальных технических консультаций как по “железу”, так и по штатному ПО при повышении уровня сложности и ответственности конкретной разработки. В этом случае дополнительным аргументом в пользу отечественной продукции является доступность российских разработчиков для обсуждения и дискуссий, их знание и понимание реалий российского парка контрольно-измерительного оборудования. Уже сейчас на страничке российской сети Интернета www.lcard.ru организована оперативная справочная служба и дискуссионный клуб по вопросам применения плат АЦП/ЦАП с сигнальными процессорами. Вместе с более обширной справочной службой на страничке www.chipinfo.ru информация на www.lcard.ru позволяет быстро решать проблемы применения плат АЦП/ЦАП.
Ацп для шины pci
Новое поколение Джобсов или как MediaTek создал свой маленький «Кикстартер»
Семинар и тренинг «ФеST-TIваль инноваций: MAXIMум решений!» (14-15.10.2013, Новосибирск)
Популярные материалы
Комментарии
люди куплю транзистар кт 827А 0688759652
как молоды мы были и как быстро пробежали годы кулотино самое счастливое мое время
Подскажите 2т963а-2 гарантийный срок
В. Буткевич, В. Куликов
Универсальные платы АЦП для шины PCI
Одновременно с жаркой дискуссией о наличии или отсутствии перспектив у шины ISA на ближайшее десятилетие, ведущейся в отечественных журналах, освещающих проблемы диагностики, измерений и контроля на базе плат и модулей сбора данных, управляемых ПК [1,2], основные производители плат АЦП/ЦАП и цифрового ввода/вывода приступили к насыщению рынка этих изделий продукцией, ориентированной на сопряжение с компьютером по шине PCI. В статье представлены результаты анализа недорогих плат АЦП с частотами оцифровки аналоговых сигналов в полосе сотен килогерц для задач промышленной и лабораторной автоматизации. Рассмотрим продукцию ведущих зарубежных и отечественных производителей, устойчиво работающих на рынке последние 10 лет, базирующихся на собственных наработках в области цифровой обработки аналоговых сигналов.
Несмотря на то, что за рубежом сотни фирм занимаются производством систем измерений, диагностики и контроля штатно управляемых ПК, лидирующие позиции занимают около десятка компаний, среди которых National Instruments, Hewlett-Packard, Keithley Instruments, Computer Boards, Blue Wave Systems, Omega Engineering, Fluke, IOtech, Data Translation, Signalogic, Microstar Laboratories.
В нашей стране основное производство плат АЦП для сторонних потребителей сосредоточено в ЗАО «Л-КАРД», Центре АЦП «Руднев-Шиляев», АОЗТ «Инструментальные системы» и ЗАО «Компания Сигнал».
В последние 23 года за рубежом громогласно заявили о своих предложениях в области недорогих универсальных плат АЦП на шину PCI: National Instruments (NI), Computer Boards (CB), Omega Engineering (OE), Microstar Laboratories (ML). В России, для решения задач автоматизации измерений и стендовых испытаний, разработку и серийные поставки развивающегося семейства недорогих универсальных плат АЦП на шину PCI своим заказчикам осуществляет пока только Л-КАРД [1,3]. В табл. 1 сопоставлены технические характеристики самых дешевых моделей семейств плат АЦП на шину PCI всех этих компаний.
Таблица 1. Основные характеристики плат АЦП на шину PCI от ведущих разработчиков
PCI MITE позволяет организовать три канала ПДП для обслуживания аналогового ввода/вывода и ввода/вывода сигналов синхронизации. DAQ-STC обеспечивает синхронизацию АЦП и ЦАП, содержит схемы логики формирования прерываний работы плат и синхронизации ввода/вывода между портами ввода/вывода и шиной RTSI. Всего DAQ-STC имеет 10 счетчиков/таймеров: по 4 на обслуживание аналогового ввода/вывода и 2 для использования по усмотрению пользователя. Среди дополнительных возможностей использование внешнего источника тактовой частоты вместо штатного 20-МГц. Аппаратное решение DAQ-STC дает пользователю возможность оцифровывать сигналы на разных каналах с индивидуальными частотами дискретизации. Шина RTSI обеспечивает синхронную работу нескольких плат, «информируя» их, при необходимости, о сигнале синхронизации, поступившем на одно из устройств.
Следует особо отметить, что использование заказной СБИС PCI MITE, поддерживающей режим bus-master, в Одновременно с жаркой дискуссией о наличии или отсутствии перспектив у шины ISA на ближайшее десятилетие, ведущейся в отечественных журналах, освещающих проблемы диагностики, измерений и контроля на базе плат и модулей сбора данных, управляемых ПК [1,2], основные производители плат АЦП/ЦАП и цифрового ввода/вывода приступили к насыщению рынка этих изделий продукцией, ориентированной на сопряжение с компьютером по шине PCI. В статье представлены результаты анализа недорогих плат АЦП с частотами оцифровки аналоговых сигналов в полосе сотен килогерц для задач промышленной и лабораторной автоматизации. Рассмотрим продукцию ведущих зарубежных и отечественных производителей, устойчиво работающих на рынке последние 10 лет, базирующихся на собственных наработках в области цифровой обработки аналоговых сигналов.
В Л-КАРД разработан ряд плат АЦП/ЦАП на шину PCI L-7xx на базе сигнальных процессоров ADSP-218x компании Analog Devices. Интересно, что удалось создать изделия, сопоставимые по цене с аналогами-предшественниками этих плат на шину ISA, при улучшении технических параметров за счет применения современной элементной базы и перехода на «быструю» шину.
Сейчас в серии плат на шину PCI компании Л-КАРД три модели: L-761/-780/-783. Это универсальные платы, обеспечивающие выполнение 4-х наиболее распространенных функций для измерительных и управляющих систем: АЦП, ЦАП, ввод и вывод цифровых сигналов. Находящийся на плате ЦСП в штатном режиме осуществляет тактирование и синхронизацию работы АЦП и ЦАП, служит буфером и организует обмен данными с ПК через двухпортовое ОЗУ. Дополнительно он обспечивает пользователю принципиальную возможность перенесения части операций обработки сигнала на плату и даже написание собственных драйверов. При этом в комплект поставки плат входят законченные выполняемые программы для процессора, позволяющие осуществлять ввод/вывод с аналоговых каналов в самых различных режимах и без необходимости дополнительного программирования ЦСП. Переключение каналов при многоканальном режиме сбора данных происходит автоматически, с произвольным порядком выборки канала и коэффициента усиления. Входное сопротивление каналов не менее 1 МОм. Аналоговая часть платы L-761 имеет гальваническую развязку на 500 В с цифровой частью и с цепями персонального компьютера, что расширяет диапазон приложений и повышает помехозащищенность аналогового тракта.
Использование новых коммутаторов компании Analog Devices с вертикальными оксидными струк-турами уменьшило межканальное прохождение при переключении каналов. Это позволило для плат L-761/-780 обеспечить работу с входными сигналами в милливольтовом диапазоне (табл. 2).
Таблица 2. Характеристики плат АЦП L-xx производства Л-КАРД
L-761 | L-780 | L-783 | |
Частота преобразования | для 125 кГц | до 400 кГц | до 3 МГц |
Входные диапазоны | +-(5/1,2/0,3/0,08 В) | +-(5/1,2/0,3/0,08 В) | +-(5/2,5/1,2/0,6 В) |
Разрядность (расчет по отношению сигнал/шум на заземленном входе усилителя) | (13,7 бит (частота дискретизации 100кГц) | (13,8 бит (частота дискретизации 300кГц) | (11,8 бит (частота дискретизации 2,8МГц) |
Разрядность (расчет по отношению сигнал/(шум+гармоники)) | 13,3 бит (оцифровка синусоидального сигнала 10 кГц/4,9В; частота дискретизации 100кГц) | 13,3 бит (оцифровка синусоидального сигнала 10 кГц/4,9В; частота дискретизации 300кГц) | 11,7 бит (оцифровка синусоидального сигнала 100 кГц/2,4В; частота дискретизации 2,8МГц) |
Гальваноразвязка | есть | нет | нет |
Интегральная нелинейность | до +-1,5 бит | до +-1,5 бит | до +-1 бит |
Дифференциальная нелинейность | -1. +1,5 бит | -1. +1,5 бит | до +-1 бит |
Время установления аналогово тракта при максимальном перепаде напряжения | макс. 1,8 мкс (точность установления аналогово тракта 0,01%) | макс. 1,8 мкс (точность установления аналогово тракта 0,01%) | макс. 200 нс (точность установления аналогово тракта 0,1%) |
Межканальное прохождение | -80 дБ(для 10 кГц) | -80 дБ(для 10 кГц) | -70 дБ(для 100 кГц) |
Базовые технические параметры и некоторые характеристики цифро-аналогового преобразования для плат серии L-7хх представлены в табл. 2.
При необходимости подачи с платы аналоговых сигналов для всех изделий серии L-7хх используется микросхема сдвоенного ЦАП, что позволило вывести на внешний разъем 2 канала с сигналом в диапазоне ╠5 В. Время установления 8 мкс, максимальная частота преобразования 125 кГц, разрядность 12 бит. Модели плат L-761/-780/-783 на базе шины PCI имеют 16 цифровых входных и 16 выходных ТТЛ-линий, которые могут быть использованы для управления внешними устройствами.
Представленные данные свидетельствуют о том, что для создания контрольно-измерительных систем в промышленности и лабораторных исследованиях рынок представляет потребителю уже достаточно широкий простор для маневра при выборе плат АЦП по техническим, экономическим соображениям и авторитету производителя. При этом, однако, следует принимать во внимание еще один аспект. Внедрение плат АЦП может потребовать детальных технических консультаций как по «железу», так и по штатному ПО при повышении уровня сложности и ответственности конкретной разработки. В этом случае дополнительным аргументом в пользу отечественной продукции является доступность российских разработчиков для обсуждения и дискуссий, их знание и понимание реалий российского парка контрольно-измерительного оборудования. Уже сейчас на страничке российской сети Интернета www.lcard.ru организована оперативная справочная служба и дискуссионный клуб по вопросам применения плат АЦП/ЦАП с сигнальными процессорами. Вместе с более обширной справочной службой на страничке www.chipinfo.ru информация на www.lcard.ru позволяет быстро решать проблемы применения плат АЦП/ЦАП.