Системные и виртуальные ацп

Системные и виртуальные АЦП - это дополнительные драйверы ПО «PowerGraph», расширяющие возможности регистрации данных и управления. Системные и виртуальные АЦП включают несколько категорий драйверов:

• Системные драйверы , обеспечивающие поддержку различных протоколов, интерфейсов и систем сбора данных или выполняющие функции создания более сложных систем и комплексов.
• Виртуальные драйверы , в которых аналоговый сигнал генерируется программным способом или предварительно определяется пользователем. Такие устройства удобно использовать при обучении, тестировании, а также при проведении демонстраций.
• Стандартные устройства ввода , содержащие аналого-цифровые преобразователи, такие как звуковые карты, джойстики (игровые порты) и т.п. Использование этих устройств позволяет снизить затраты на закупку дополнительного оборудования.
• Системные мониторы , которые позволяют отслеживать различные параметры работы компьютера, например загрузку процессора или использование памяти. Эта информация предоставляется операционной системой компьютера.

Драйвер	Назначение
ADC-Double	Системный драйвер, позволяющий одновременно использовать два устройства для регистрации данных и управления.
PlayFile	Системный драйвер, осуществляющий воспроизведение сигналов, записанных в файле.
COM-ASCII	Системный драйвер, позволяющий регистрировать данные, поступающие по COM порту в текстовом формате ASCII .
OPC-Server	Системный драйвер, позволяющий регистрировать данные, поступающие от OPC-серверов (DA).
DCON-Protocol	Системный драйвер, позволяющий регистрировать данные, поступающие от модулей удаленного ввода-вывода по протоколу DCON/ADAM-4000 (Modbus ASCII).
DS1-Wire	Системный драйвер, позволяющий регистрировать данные, поступающие от модулей удаленного ввода-вывода, подключенных по интерфейсу 1-Wire (iButton).
NI-DAQmx-Task	Системный драйвер, позволяющий регистрировать данные, используя задачи аналогового ввода системы NI DAQmx .
F-Generator	Виртуальный драйвер, который является эталонным источником сигналов, выполняя функции большинства стандартных генераторов сигналов. F-Generator содержит 8 "аналого-цифровых" каналов, для каждого из которых может быть установлена математическая функция, описывающая изменение сигнала во времени.
F-Modulator	Виртуальный драйвер, регистрирующий синусоидальный сигнал с меняющейся частотой (частотная модуляция сигнала).
S-Programmator	Виртуальный драйвер, регистрирующий циклический сигнал, состоящий из последовательности линейных участков, программируемых пользователем.
Cursor-XY	Позволяет регистрировать положение курсора мыши на экране по вертикали и горизонтали.
Joystick	В качестве источника сигналов используется аналого-цифровой преобразователь

В измерительном приборе в качестве блока БРиС рисунка 5.7 используется внешний модуль АЦП/ЦАП/ТТЛ Е14-440 (рисунок 5.8) производства ЗАО «Л-КАРД» (г. Москва, РФ) .

Рис. 5.8.

Модуль Е14-440 представляет собой современное универсальное программно-аппаратное устройство для использования со стандартной последовательной шиной USB. Он предназначен для построения многоканальных измерительных систем ввода/вывода и обработки аналоговых и цифровых данных в составе персональных IBM- совместимых компьютеров. Модуль Е14-440 внесен в Государственный реестр средств измерений РФ.

Данный модуль позиционируется производителем, как компактное и недорогое устройство многоканального потокового сбора информации. Вместе с этим, Е14^140представляет собой законченную систему с собственным цифровым сигнальным процессором ADSP- 2185М производства AnalogDevices, Inc . Данный факт позволяет конечному пользователю реализовывать свои собственные специализированные алгоритмы реального времени по обработке сигналов на уровне сигнального процессора (DSP).

Применение USB-интерфейса на модуле Е14-440 открывает ряд существенных преимуществ. Так, при использовании стандартных устройств АЦП/ЦАП для ПК, подключаемых через шину PCI, в процессе решения некоторых задач возникает комплекс неудобств. Во-первых: необходимость установки платы внутрь ПК; во-вторых: конфигурирование компьютера для корректной работы плат; в-третьих: невозможность использования таких плат с портативными компьютерами типа NoteBook (LapTop).

К компьютерам типоразмера LapTop стандартные платы АЦП/ЦАП могут подключаться только при помощи дополнительного специального устройства в виде док-станции - довольно громоздкого агрегата, требующего к тому же отдельного внешнего сетевого электропитания.

Одним из возможных вариантов решения таких проблем, является использование внешних модулей, подключаемых по шине USB.

На сегодняшний день современные ПК поддерживают данный тип шины. Кроме того, благодаря встроенным линиям питания, обеспечивающим ток до 500 мА, шина USBnacTO позволяет применять устройства без внешнего блока питания (модуль Е14-440 как раз не требует внешнего питания). Все подключаемые к шине иЗВустройства конфигурируются автоматически по принципу Plug&Play. Это исключает потребность в отслеживании номера используемого прерывания, адресах портов, ПДП и т.д. Кроме того, спецификация шины U SB допускает «горячее» подключение и отключение устройств.

Поскольку на модуле установлен цифровой сигнальный процессор, в комплект поставки входит штатная управляющая программа (драйвер) для процессора ADSP-21851, позволяющая осуществлять ввод-вывод информации в самых различных режимах.

В этом драйвере реализованы наиболее часто используемые алгоритмы ввода-вывода данных, поэтому написание собственных программ для сигнального процессора потребуется только при решении специализированных задач. Например, цифровой сигнальный процессор вполне может обеспечить ввод информации в режиме жесткого реального времени, выполнить анализ полученных данных и сообщить в ПК о результатах работы .

В результате, с целью максимального упрощения работы с модулем Е14-440 в средах Windows’98/2000/XP/Vista/Seven, фирма- изготовитель написала специальные высокоуровневые библиотеки, включающие в свой состав и8Вдрайвера.

Модуль Е14-440 обладает следующими функциональными характеристиками:

• - шина USB (Rev. 2.0);
• - цифровой сигнальный процессор ADSP-2185M фирмы Analog Devices Inc. с тактовой частотой работы 48 MEц;
• - 16 дифференциальных каналов или 32 канала с общей землей для аналогового ввода с возможностью автоматической корректировки данных;
• - максимальная частота работы 14-битного АЦП - 400 кГц;
• - два входа для внешней цифровой синхронизации ввода аналоговых сигналов;
• - порт цифрового ввода/вывода, имеющий 16 входных и 16 выходных линий;
• - два канала аналогового вывода 12-битного ЦАП с максимальной суммарной частотой 125 кГц (ЦАП устанавливается по требованию пользователя).

Модуль El4-440 является малогабаритным многофункциональным измерительным устройством, которое позволяет решать целый ряд типичных базовых задач:

• - непрерывный потоковый многоканальный ввод аналоговой информации с суммарной частотой вплоть до 400 кГц;
• - непрерывный потоковый двуканальный вывод аналоговой информации с суммарной частотой вплоть до 125 кГц;
• - одновременный непрерывный потоковый ввод/вывод аналоговой информации с частотами:
• - 100 кГц (ввод) и 100 кГц (вывод);
• - 250 кГц (ввод) и 125 кГц (вывод);
• - однократное асинхронное управление 16 цифровыми входными и 16 цифровыми выходными линиями. Эта операция является достаточно медленной со временем выполнения порядка 10-20 мс .

На модуле установлена одна микросхема АЦП, на вход которой при помощи набора коммутаторов может быть подан усиленный сигнал с одного из 16 или 32 аналоговых каналов на внешнем разъёме. Типовые характеристики всего входного аналогового тракта приведены в таблице 5.4 .

Характеристики аналогового тракта модуля Е14-440

Таблица 5.4

Параметр	Значение
Количество каналов	16 дифференциальных или 32 с общей зем-
Разрядность АЦП
Диапазоны входного сигнала	±10 В; ±2,5 В; ±0,625 В; ±0,156 В
Напряжение синфазного сигнала	± 10 В (не зависит от диапазона)
Разрядность, рассчитанная по отношению сигнал/шум на заземленном входе PGA при частоте АЦП 400 кГц	Усиление 1 13.8 бит Усиление 4 13.8 бит Усиление 16 13.5 бит Усиление 64 13.0 бит
Разрядность, рассчитанная по отношению сигнал/(шум+гармоники) полученная при оцифровке синусоидального сигнала частотой 10 кГц с амплитудой 2.5 В при частоте запуска АЦП 400 кГц	Усиление 4 13.2 бит
Время преобразования
Входное сопротивление при одноканальном вводе	Не менее 1 МОм
Максимальная частота преобразо-

Как известно, по спецификации в USB-шине для подключения периферийных устройств используется четырех жильный кабель: питание +5 В, сигнальные линии данных D+ и D-, общий провод (корпус). Общая структура кабеля представлена ниже на рисунке 5.9.

Рис. 5.9.

При этом максимально разрешенная длина кабеля может составлять 5 м. При решении ряда задач с помощью модуля Е14-440 у пользователя может возникнуть необходимость в расположении модуля на значительном удалении от ПК.

При этом в процессе выбора подходящего кабеля USB рекомендуется учитывать следующие условия:

• - сигнальные линии кабеля должны быть выполнены в виде экранированной витой пары с импедансом 90 Ом;
• - поперечное сечение проводов должносоответствовать длине используемого кабеля.

При расстоянии от модуля до ПК свыше 5 м необходимо использовать активные разветвители или активные удлинители USB-шины .

Модуль АЦП/ЦАП ZET 210 предназначен для измерений параметров сигналов в широком частотном диапазоне (с частотой дискретизации до 400 кГц), поступающих с различных первичных преобразователей. Цифровой (разъем DB-15) и аналоговый выходы (разъем DB-25) могут использоваться в цепях управления различными исполнительными механизмами. При помощи специального крепежа возможна установка модуля ZET 210 на DIN-рейку. Модуль ZET 210 - универсальная измерительная лаборатория на ладони, небольшое по размерам, но, в то же время многофункциональное устройство. Для включения модуля ZET 210 не надо вскрывать компьютер - подключение к ПЭВМ и питание модуля осуществляется по шине USB 2.0. Подключаем переходник на разъем типа BNC - и готов осциллограф! Подключаем клеммную колодку - и можно проводить измерения и анализ электрических сигналов! Ведь в комплект поставки ZET 210 уже входит базовое программное обеспечение ZETLab .

Дополнительно измерительный прибор может комплектоваться флэш-накопителем. С этой опцией модуль ZET 210 превращается в автономный регистратор (с суммарной частотой дискретизации до 20 кГц). Сценарий записи (каналы, частота дискретизации, режим записи и т.д.) задается с компьютера программой автономный регистратор. При подаче питания на модуль от блока аккумуляторов или преобразователя 220 В>5 В, модуль работает автономно, без компьютера. Для последующей обработки записанных временных реализаций модуль АЦП-ЦАП подключается к ПК по шине USB 2.0 и работает в режиме воспроизведения сигналов из файлов.

К цифровому порту модуля АЦП ЦАП можно подключить модуль Bluetooth. При наличии в компьютере устройства Bluetooth, ZET 210 подключается к нему по интерфейсу Bluetooth. В такой конфигурации может быть реализован беспроводной токосъемник. На движущуюся часть механизма устанавливаются датчики, ZET 210 с модулем Bluetooth и блоком аккумуляторов. В неподвижной части находится компьютер с программным обеспечением ZETLab. Базовое программное обеспечение ZETLab, поставляемое с модулем ZET210, позволяет приступить к процессу измерения и управления сразу после подключения к персональному компьютеру. В него уже входят все необходимые программы для проведения испытаний и измерений.

Большой динамический диапазон входных каналов ZET 210 освобождает пользователя от переключения коэффициентов усиления. Модуль функционирует в режиме непрерывного ввода/вывода аналоговых и цифровых сигналов в память персонального компьютера с возможностью цифровой обработки сигналов. Оцифровывание выбранных каналов происходит последовательной коммутацией ключей с использованием одного аналого-цифрового преобразователя (АЦП). В модуле используется АЦП последовательного приближения. Соотношение сигнал/шум составляет 86 дБ. Эффективная разрядность - 15 бит. Модуль АЦП предназначен для оцифровки сигналов постоянного уровня и переменного напряжения. В модуле отсутствует антиэлайзинговый фильтр входных сигналов. Поэтому не следует подавать на аналоговые входы сигналы с частотой более половины частоты дискретизации. Для расширения функциональных возможностей измерительного прибора ZET 210, универсализации и увеличения номенклатуры подключаемых датчиков используется предварительный усилитель ZET 410 или ZET 411 . К одному компьютеру можно подключать до 10 различных модулей АЦП/ЦАП, что позволяет создавать мобильные измерительные комплексы.

Описание Модуля АЦП/ЦАП.

"Преобразователь ЦАП/АЦП " собран на микросхеме PCF8591T. Модуль преобразования аналоговых сигналов в цифровые и наоборот имеет на плате фоторезистор или датчик освещенности, многооборотный потенциометр в 10кОм и термистор. Все три элемента подключены к аналоговым входам. Включение/выключение этих датчиков можно с помощью перемычек (3-и перемычки на плате). Джампер "P4" подключает термистор (датчик температуры) ко входу "AIN1 ", джампер "P5" подключает фоторезистор ко входу "AIN0 ", джампер "P6" подключает потенцометр ко входу "AIN3 ". К аналоговому входу "AIN2 " подключается только внешний источник сигнала. "Конвертер сигналов АЦП/ЦАП " имеет четыре аналоговых входа (АЦП) и один аналоговый выход (ЦАП). Чип PCF8591T (SMD-исполнение) предназачен для сбора данных CMOS c разрешением в 8 бит. Управление данными происходит по "последовательному интерфейсу I2C ". Благодаря 8-битному разрешению Модуль ЦАП/АЦП позволяет также сравнивать входящие напряжения между собой от разных датчиков. Более подробно данное свойство описано в прилагаемом PDF-файле. Два светодиода, установленных на плате контролируют: красный- подключение питания, а зеленый - наличие сигнала на аналоговом выходе "AOUT ". Модуль полностью совместим с контроллерами "Ардуино " и "Raspberry ". Исходя из выше сказанного, данный модуль можно использовать как Датчик температуры, Датчик освещенности одновременно.

Библиотека Lusbapi v.3.4 под Windows 98/Me/2000/XP/Vista/7 .
Самораспаковывающийся архив с программным обеспечением для следующих USB устройств от фирмы ООО "Л Кард" :

• модуль E14-140 (Rev. "A" и "B")
• модуль E14-440
• модуль E20-10 (Rev. "A" и "B")
• модуль E-154
• модуль E-310

В состав архива входят USB драйвер, библиотека, примеры...

Внимание!!! В этой версии библиотеки используется новый USB драйвер. Т.о при переходе со старых версий Lusbapi на версию 3.2 и выше, конечному пользователю следует через "Device Manager " ("Диспетчер устройств ") переключить USB модуль на работу с новым драйвером.

(размер: 6 498 080 байт , дата: 20.03.2019 )

Beta-версия (предыдущая доступна как lcomp_old.exe).Библиотека LCOMP под Windows XP/Vista/Win7/Win8/Win10 32 и 64-бит версии с драйверами. Инсталлятор и драйвера имеют цифровую подпись. Библиотека
построена на основе современных WDM -драйверов переписанных на WDF. Включает в себя собственно WDM DLL LCOMP PCI платы, USB модули. Поддержка ISA плат исключена.

L-Graph I . В L-Graph I
L-1450 , L-761 , L-780 , L-783 , L-791 , E14-140 , E-154 и E14-440 . Файлы,
записанные L-Graph I PowerGraph v. 3.X

(размер: 3 653 232 байт , дата: 19.06.2013 )

Библиотека LCOMP под Windows XP/Vista/Win7 32 и 64-бит версии с драйверами (Поддержка 98/Me/2000 в последних версиях не проверялась). Инсталлятор и драйвера имеют цифровую подпись. Библиотека
построена на основе WDM -драйверов. Включает в себя
собственно WDM -драйвера для оборудования "Л Кард", библиотеку DLL с исходными текстами, примеры программирования, электронное описание и т.д. Библиотека LCOMP обеспечивает поддержку почти всей гамме выпускаемых изделий: ISA и PCI платы, USB модули.

Cоставной частью входит программа L-Graph I . В L-Graph I есть поддержка следующих устройств:
L-1450 , L-761 , L-780 , L-783 , L-791 , E14-140 , E-154 и E14-440 . Файлы,
записанные L-Graph I , могут быть также прочитаны и обработаны с помощью демо-версии программы PowerGraph v. 3.X

(размер: 1 805 940 байт , дата: 21.01.2016 )

Программа "L-Graph I" предназначена для демонстрации основных возможностей изделий от фирмы ООО "Л Кард" под Windows 98/Me/2000/XP/Vista/7/8.x/10 . При работе используются библиотеки Lusbapi v.3.4 (USB модули) и LComp (ISA и PCI платы).

Программа позволяет работать в одном из следующих режимов:

• 4-х канальный осциллоскоп;
• 4-х канальный спектроскоп;
• многоканальный сбор данных в файл (до 32 каналов);
• визуализация сохранённых в файле данных.

Поддерживаются следующие устройства от фирмы ООО "Л Кард" :

• PCI платы L-761 , L-780 , L-783 и L-791 ;
• ISA плата L-1450 ;
• USB модули E14-140 , E-154 и E14-440 .

Утилита Сonvert представляет собой конвертор двоичных файлов данных от "L-Graph I" в обычные текстовые файлы (ASCII). Утилита Сonvert поставляется с исходными текстами.