Lab. Generator cyfrowy (PDF 234 kB)

laboratorium Komputerowych Systemów Pomiarowych
temat ćwiczenia:
skład grupy:
Interfejs pomiarowy IEEE 488 – współpraca komputera PC z generatorem cyfrowym
data wykonania ćwiczenia:
data oddania sprawozdania:
3a
Obraz stanowiska pracy i schemat blokowy systemu
pomiarowego.
hpib
komputer
PC
generator
HP 33120A
bnc-bnc
oscyloskop
cyfrowy
Generator funkcyjny HP 33120A pozwala na tworzenie
czystych i stabilnych przebiegów. W standardzie pozwala tworzyć
przebiegi sinusoidalne i prostokątne o częstotliwości do 15 MHz.
Tworzy sygnały z szybkością 40 MSa/s i posiada pamięć
do 16000-punktowych przebiegów. O jakości generowanych sygnałów
świadczą parametry: THD (Całkowite Zniekształcenie Harmonicznych)
< 0.04% oraz wypłaszczenie charakterystyki częstotliwościowej
wynoszące ±0.1 dB. Wewnętrzną modulacja AM, FM, FSK eliminuję
potrzebę stosowania drugiego źródła modulującego. Zaletą, która
widoczna była podczas wykonywania ćwiczenia, jest możliwość pobierania danych przez urządzenie
z programów pracujących na niezależnej platformie. Do możliwych generowanych przebiegów należą: sinus,
prostokąt, trójkąt, wykładniczy rosnący i malejący, stałoprądowy. Okres generowanego przebiegu może mieć
od 8 do 16000 punktów. W pamięci zapisać można ustawienia dla 4 przebiegów. Rozdzielczość amplitudy to 12
bitów, a współczynnik próbkowania 40MSa/s.
3b
lab_ksp04_1.vee
(C) 2004 STUDENT.NET.PL :: Wszelkie prawa zastrzeżone
lab_ksp04_2.vee
lab_ksp04_3.vee
lab_ksp04_4.vee
3c
2.1.1.a
adres przyporządkowany karcie interfejsu pomiarowego HP-IB (IEEE 488) typ HP82340 to 7
2.1.1.b
odczytany adres generator HP 33120A to 14
2.1.1.c
wyznaczony adres dla programu VEE to 714
(C) 2004 STUDENT.NET.PL :: Wszelkie prawa zastrzeżone
2.2.1
Język SCPI umożliwia przesyłanie do urządzenia kolejnych znaków rozkazu w postaci
czystego tekstu. Można to łatwo zaobserwować korzystając z obiektu Bus I/O Monitor. Znaczenie tego
faktu jest bardzo istotne z punktu widzenie implementacji programu sterującego na różnych platformach
sprzętowych. Język SCPI uniezależnia nas jako użytkownika programu kontrolującego urządzenie
zewnętrzne od wyboru konkretnego interfejsu po którym nawiązywana jest komunikacja. Przykładowo
program napisany w ćwiczeniu spełniałby swoje funkcje komunikując się z generatorem po łączu HPIB
jak również RS232.
2.2.2
Obiekt AlphaNumeric wyświetla częstotliwość odczytana poprzednio z generatora funkcji.
Polecenie „FREQUENCY?” wysyła zapytanie o wartość częstotliwości aktywnej funkcji i zwraca ją
w hercach. Polecenia tego typu (wśród których wymienić można VOLTAGE? oraz SYSTem:VERSion?
– która wysyła zapytanie do generatora i zwraca numer wersji wykorzystywanego języka SCPI) służą
do zczytywania informacji do programu z generatora (lub innego urządzenia zewnętrznego).
2.2.3
W oknie tym użytkownik wpisuje i zatwierdza tekst, który jest następnie wysyłany na wyjście
obiektu (wystawiony na pin Value). Kiedy pojawia się okienko do uzupełnienia przez użytkownika,
wykonanie programu zostaje zawieszone i powrót do niego następuje w momencie gdy okno zostaje
zamknięte.
2.2.4
Obiekt Bus I/O Monitor wykorzystywany jest do monitorowania i zapamiętania każdego bajta
przesyłanego między programem HpVee a urządzeniem które jest przez niego kontrolowane.
Informacje wyświetlane są w 5 kolumnach, dla interfejsu HP-IB (oraz RS-232) kolumny te oznaczają:
- kolumna 1 – numer linii
- kolumna 2 – HP-IB rozkaz (*), dana wyjściowa (>) oraz dana wejściowa (<)
- kolumna 3 – szesnastkowa wartość przesyłanego bajta
- kolumna 4 – 7-bitowy znak ASCII odpowiadający przesłanemu bajtowi
- kolumna 5 – mnemonik komendy magistrali
3d
Użyte instrukcje języka SCPI:
- *RST – ustawia generator funkcji w znanym i ustalonym stanie
- FREQUENCY – ustawia częstotliwość sygnału generowanego przez urządzenie. Częstotliwością
domyślna dla wszystkich funkcji jest 1 kHz, możliwy jest wybór najmniejszej i największej
dopuszczalnej częstotliwości poprzez opcje MIN i MAX. W przypadku wyboru częstotliwości
wyższej niż możliwa dla generowanego przebiegu, następuje jej automatyczna korekta
do dopuszczalnego poziomu.
- VOLTAGE – ustawia amplitudę dla aktywnego przebiegu. Opcje MIN i MAX ustawiają
odpowiednio najmniejszą (50 mVpp dla 50 Ohm) i największą (10 Vpp dla 50 Ohm) wartość
amplitudy. Domyślne ustawienia to 100 mVpp. Możliwe jest ustawienie jednostki amplitudy
sygnału wyjściowego (Vpp, Vrms lub dBm). Dla stałego napięcia kontrola amplitudy odbywa się
praktycznie poprzez ustawienie napięcia offsetu.
- VOLTAGE:OFFSET – ustawia napięcie stałe „offsetu” dla obecnie generowanej funkcji.
Wartością domyślna jest napięcie 0 V dla każdej generowanej funkcji. Możliwe jest ustawienie
wartości dodatniej jak również ujemnej. Jeśli ustawiony offset jest za duży, generatora
automatycznie dostraja tą wielkość do maksymalnej dozwolonej przy danej amplitudzie.
- SYSTem:BEEPer – wywołuję natychmiastowe jednokrotne wywołanie sygnału dźwiękowego
- DISPlay:TEXT – wyświetla wiadomość zawierającą do 11 znaków na panelu czołowym generatora
(wszystkie dodatkowe znaki są obcinane). Kiedy wyświetlacz wykorzystywany jest do prezentacji
wysłanego tekstu, parametry sygnału takie jak amplituda i częstotliwość nie są na nim wyświetlane
lecz zachowywane w pamięci (kasowalnej). Komenda ta dostępna jest tylko w trybie pracy zdalnej
generatora.
3e
Obiekt Bus I/O Monitor, zgodnie z informacjami podanymi w punkcie 2.2.4 zawiera historię
bajtów przesłanych między programem (komputerem PC) a urządzeniem zewnętrznym pracującym pod
jego kontrola. Każdy obiekt tego rodzaju zdolny jest do monitorowania jednej fizycznej magistrali
Przed nastąpieniem właściwej transmisji danych następuje nawiązanie połączenie. Ostatnia
(C) 2004 STUDENT.NET.PL :: Wszelkie prawa zastrzeżone
z 3 odpowiedzialnych za to komend jest LISTEN, która oznacza ze urządzenie będzie nasłuchiwało
danych z komputera PC. Następnie pod jednym znaku przesyłany jest rozkaz oraz dane do urządzenia.
Po przesłaniu całości informacji określonych w programie HpVee dla generatora następuje zamknięcie
komunikacji. Wśród danych wyświetlonych przez obiekt wyraźnie rozróżnić można dane przychodzące
(<) – np. funkcja READ i wychodzące (>) – np. funkcja WRITE.
3f
Ćwiczenie pozwala się zapoznać z obsługą kolejnego (po oscyloskopie) urządzenia
pracującego pod kontrolą programu HpVee. Zainteresowania wzbudzają przede wszystkim funkcje
pozwalające odczytać z generatora wielkości sygnału (takie jak amplituda czy częstotliwość)
i wykorzystać je dalej w środowisku języka HpVee. Godne uwagi jest także właściwe rozplanowanie
ćwiczenia w czasie – po wykonaniu punktów instrukcji pozostaje czas na przyjrzenie się nowym
funkcjom wprowadzonym w wykonanym ćwiczeniu.
(C) 2004 STUDENT.NET.PL :: Wszelkie prawa zastrzeżone