- •C. Л. Балабаев знакомство со стендом elvis
- •1Теоретическая часть
- •1.1Обзор систем сбора данных
- •1.2Аппаратура daq
- •1.4Технология виртуальных приборов
- •1.5Обзор ni elvis
- •1.6Настольная рабочая станция ni elvis
- •1.6.1Макетная плата ni elvis
- •1.6.2Программное обеспечение ni elvis
- •1.7Программы-приборы
- •1.7.1Запускающий модуль Instrument Launcher
- •1.7.2Генератор сигналов произвольной формы Arbitrary Waveform Generator (arb)
- •1.7.3Ачх/фчх анализатор Bode Analyzer
- •1.7.4Устройство чтения с цифровой шины Digital Bus Reader
- •1.7.5Устройство записи на цифровую шину Digital Bus Writer
- •1.7.6Цифровой мультиметр Digital Multimeter (dmm)
- •1.7.11Вольтамперные анализаторы двухпроводной и трёхпроводной линий Two-wire - и Three-wire Current-Voltage Analyzers
- •1.7.12Регулируемые блоки питания Variable Power Supplies
- •1.8Ni elvis в учебных классах
- •1.8.1Ni elvis в технике
- •1.8.2Ni elvis в биологии
- •1.8.3Ni elvis в физике
- •2Обзор аппаратного обеспечения
- •2.1Аппаратура daq
- •2.2Использование аппаратных средств daq в режиме Bypass
- •2.2.1Настольная рабочая станция ni elvis
- •2.2.2Защитная панель ni elvis
- •2.2.3Макетная плата ni elvis
- •2.2.4Электропитание на макетной плате
- •2.3Описание сигналов макетной платы
- •2.3.1Заземление
- •2.4Подключение входных аналоговых сигналов
- •2.4.1Общий аналоговый вход
- •2.4.2Конфликт ресурсов
- •2.4.3Цифровой мультиметр
- •2.4.4Осциллограф
- •2.5Подключение выходных аналоговых сигналов
- •2.5.1Общий аналоговый выход
- •2.5.2Источник постоянного тока
- •2.5.3Функциональный генератор
- •2.5.4Регулируемые блоки питания
- •2.6Подключение цифровых сигналов ввода/вывода
- •2.6.1Подключение сигналов счетчика-таймера
- •2.7Подключение сигналов настраиваемого ввода/вывода
1.8.3Ni elvis в физике
В программу обучения студентов-физиков обычно входит такие дисциплины, как электроника и схемотехника. NI ELVIS дает возможность таким студентам применить изучаемые концепции на практике. Иногда студентам-физикам необходимо получить преобразование сигнала для таких датчиков, как фотоэлектронный умножитель или датчик фотоприемника. Студенты могут собрать малошумящие схемы с большим усилением на макетной плате и использовать их в современных физических лабораториях
2Обзор аппаратного обеспечения
В этом разделе описываются компоненты аппаратного обеспечения NI ELVIS: прибор DAQ, настольная рабочая станция и макетная плата.
2.1Аппаратура daq
Набор NI ELVIS предназначен для взаимодействия с приборами DAQ компании National Instruments, которые являются высокопроизводительными многофункциональными аналоговыми, цифровыми и синхронизирующими устройствами ввода/вывода для компьютеров с шиной PCI. Приборы DAQ поддерживают функции аналогового ввода, аналогового вывода, цифрового ввода/вывода и синхронизирующего ввод/вывода.
Для работы с NI ELVIS, прибор DAQ, установленный на подключенном к NI ELVIS компьютере, должен удовлетворять следующим минимальным требованиям:
16 каналов аналогового ввода
2 канала аналогового вывода
8 цифровых линий
2 счетчика/таймера
2.2Использование аппаратных средств daq в режиме Bypass
NI ELVIS общается с компьютером через восемь цифровых линий DAQ-платы. Маршрутизацей данных на NI ELVIS по этим линиям управляет переключатель Communications. Обычно этот переключатель находится в положении Normal, и цифровые линии подключены к аппаратуре NI ELVIS, благодаря чему возможно программное управление. При переводе переключателя Communications в положение Bypass (режим транзитной передачи) загорается находящийся рядом индикатор. Никаких изменений во взаимодействии не происходит до тех пор, пока не запущен ВП NI ELVIS – Enable Communications Bypass (при переключателе в положении Bypass). После того, как запустили ВП и включили режим Bypass, цифровые линии ввода/вывода переключаются на цифровые линии ввода макетной платы. Положение переключателя Communications показано на рисунке 2.1.
В режиме Bypass возможно ручное управление аппаратными средствами функционального генератора и регулируемыми блоками питания. Счетчик/таймер, аналоговый вход и аналоговый выход на приборе DAQ также работают. Программы-приборы NI ELVIS информируют вас, когда переключатель Communications находится в положении Bypass, при этом некоторые элементы управления программ-приборов недоступны.
Для получения более подробной информации о приборе DAQ читайте руководство пользователя этого прибора, которое вы можете скачать по адресу ni.com/manuals.
2.2.1Настольная рабочая станция ni elvis
В этом разделе описана настольная рабочая станция NI ELVIS и элементы панели управления на её лицевой стороне.
Схема расположения частей рабочей станции приведена на рисунке 2.1.
1 Индикатор System Power (питание системы) |
5 Элементы управления функциональным генератором |
2 Переключатель Prototyping Board Power (питание макетной платы) |
6 Клеммы мультиметра |
3 Переключатель Communications (Связь) |
7 Клеммы осциллографа |
4 Элементы управления регулируемыми блоками питания |
|
Рисунок 2.1 – Схема панели управления настольной рабочей станции
Настольная рабочая станция имеет следующие элементы управления и индикаторы:
Индикатор System Power—показывает, включен ли NI ELVIS.
Переключатель Prototyping Board Power—управляет питанием макетной платы.
Переключатель Communications – отключает программное управление NI ELVIS и обеспечивает прямой доступ к линиям цифрового ввода/вывода. Для получения более подробной информации о переключателе Communications читайте раздел Использование аппаратного обеспечения DAQ в режиме Bypass этой главы.
Элементы управления регулируемыми блоками питания
|
Замечание Вы можете использовать регулируемые блоки питания либо в режиме ручного управления – с помощью элементов управления на настольной рабочей станции, либо в режиме программного управления – с помощью элементов управления в программе-приборе NI ELVIS – Variable Power Supplies. Описанными в этом разделе элементами управления можно воспользоваться только в режиме ручного управления. |
Элементы управления Supply–
Переключатель Manual – определяет режим управления питанием (ручной или программный) для отрицательных значений выходного напряжения.
Ручка Voltage Adjust (регулировка напряжения) – управляет отрицательным выходным напряжениям, которое может изменяться от –12 до 0 В.
Элементы управления Supply+
Переключатель Manual – определяет режим управления питанием (ручной или программный) для положительных значений выходного напряжения.
Ручка Voltage Adjust (регулировка напряжения)—управляет положительным выходным напряжениям, которое может изменяться от 0 до +12 В.
Более подробную информацию о программных элементах управления блоками питания можно найти в NI ELVIS Online Help.
Элементы управления функциональным генератором
|
Замечание Вы можете использовать функциональный генератор либо в режиме ручного управления – с помощью ручек управления на рабочей станции, либо в режиме программного управления – с помощью элементов управления в программе-приборе NI ELVIS FGEN. Описанными в этом разделе элементами управления можно воспользоваться только в режиме ручного управления. |
Переключатель Manual – определяет режим управления генератором функций (ручной или программный).
Выбор функции – определяет форму генерируемого сигнала. NI ELVIS может генерировать синусоидальный, прямоугольный и треугольный сигналы.
Ручка Amplitude – регулирует амплитуду генерируемого сигнала.
Ручка Coarse Frequency – устанавливает диапазоны частот на выходе функционального генератора.
Ручка Fine Frequency – настраивает выходную частоту функционального генератора.
Более подробную информацию о программных элементах управления функциональным генератором можно найти в NI ELVIS Online Help.
Разъемы цифрового мультиметра (DMM)
|
Внимание! Подключая сигналы одновременно к разъёмам мультиметра на макетной плате и к разъёмам на панели управления, вы их замыкаете, что может повредить схему, собранную на макетной плате. |
Разъемы штекерного типа для тока (CURRENT)
HI – вход положительной полярности для всех функциональных возможностей мультиметра кроме измерения напряжения.
LO –вход отрицательной полярности для всех функциональных возможностей мультиметра кроме измерения напряжения.
Разъемы штекерного типа для напряжения (VOLTAGE)
HI – вход для измерений положительных значений напряжения.
LO –вход для измерений отрицательных значений напряжения.
Разъемы осциллографа (SCOPE)
|
Внимание! Подключая сигналы одновременно к разъёмам осциллографа на макетной плате и к разъёмам на панели управления, вы их замыкаете, что может повредить схему, собранную на макетной плате. |
Разъем CH A BNC – вход для канала A осциллографа.
Разъем CH B BNC – вход для канала B осциллографа.
Разъем Trigger BNC – вход для синхронизации осциллографа.