数据采集卡AC6111(2)

AC6644说明

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开关量部分介绍

20芯扁平电缆插座。

16位开关量的二个8位可以分别设置为输入、输出。

一路16位计数器（DB25插座输入）。内置16位定时器（基准时钟：1MHz），可以精确测量频率、脉冲宽度。定时器测量范围：1微秒-65毫秒。

应用范围

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电力谐波、纪录测量，医疗仪器，震动信号采集，频谱分析。

配套端子板

AC6111模拟输入可以配接AC146端子板。开关量可以配接AC142或AC145端子板

1.2 性能参数

AD性能

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A/D转换器: 400KHZ 12位A/D ADS7818, A/D内置采样保持器。

16路单端输入/8路差分, 输入阻抗：大于100MΩ, 最大输入电压:< +12V / －12V，瞬时输入耐压：-30V - +30V，差分输入共模抑制比大于80DB。DB25孔式输入连接器。

? 输入支持：SH、NORMAL二种通道模式（并行采样、扫描采样）。对应最小每通道采样时间： SH：N*2.5 (uS) 其中：N为设置的采样通道数量。 NORMAL：2.5uS

? 程控模拟输入范围，双极性输入幅度：? 5V、?10伏，单极性输入幅度：5V、10V输入，对应输入幅度及精度如下：

输入 0－5V 0－10V -5V－+5V -10V－+10V 精度 0.1% 0.1% 0.1% 0.1% 分辨率 ? 1LSB ? 1LSB ? 1LSB ? 1LSB 5 ww.wwlab.com.cn

AC6644说明

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A/D最大通过率：400KHZ，输入通道建立时间<2uS。

AD工作模式、参数： ?

采集启动模式：软件、硬件触发（外触发）启动。外部触发的极性可以选择为“上升边沿“或“下降边沿“有效。 ? ? ? ?

触发输入：TTL电平（注1），内置10K上拉电阻，CMOS输入。输入带shmit触发器。 采样定时器模式：内部时钟、外部时钟。外部时钟支持上升、下降边沿选择。

板上时钟：16位定时器、基准时钟4MHz，设置范围：10-65535，对应采样速度：400KHz-16Hz。 外部时钟输入：TTL电平，输入特性同外部触发输入。时钟输入最小有效脉冲宽度：大于100nS。时钟频率必须小于对应采样模式的最大采样速度。 ?

AD与计算机采用FIFO接口，容量：4K字，提供：FIFO空、半满、溢出标志。半满标志支持中断。

DA性能

? 二路12位D/A，输出电压10V或?10V（程控）。 精度：10V: 0.1% ， -10V - +10V: 0.2%。 分辨率：12位。

输出驱动能力：电流大于5毫安、电容驱动能力：100P。

开关量性能

? 16路开关量（2个8位定义为：PA、PB口），TTL电平（注1）。PA、PB可以分别程控为输入、输出。20脚扁平电缆插座输出、输出。开关量复位后为输入状态。 输出高电压 > 3V，低电压 < 0.4V

输出下拉电流 > 20mA/路，上拉>6mA

输入电流：<0.1mA 输入高电压门限：〉2.5V， 低电压：〈 0.8V， 最大输入耐压：-0.3V - +7V

计数器性能

? 16位计数器，计数范围1-65535，减法计数器。计数输入TTL电平（注1），上升边沿有效，内部结构同触发输入。最大计数频率：大于5MHz。具有计数溢出标志（计数到0时溢出）。

? 内置16位定时器，可以测量从计数器设置数值到溢出有效这一个时间段的时间。定时器输入时钟为1MHz（1uS周期），精度：?66纳秒。

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AC6644说明

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计数器与定时器结合可以完成：计数、测频、测量脉冲宽度的功能。

注1：TTL电平：高电平大于2.3V，低电平小于：0.6V

系统

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PCI总线，符合PCI V2.1标准，供电：+5伏。 AC6111占用64个I/O选通空间(自动分配)。

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AC6111 第一章、AC6111简介

二、硬件原理说明

AC6111采用PLX9052 PCI接口芯片及门阵列作为主控芯片。门阵列控制模拟输入、采样、模拟输出及开关量。如下图：

输出

输入量程选择

SW SH A/D 门阵列 D/A

XC95288

D/A

计数器

触发、时钟

16DIO

缓冲 PLX9052 PCI总线

16MHz 时钟

2.1 AD转换部分的原理

转换模式、通道控制

ac6111具有二种采样模式，SH：采保模式、NORMAL：普通扫描模式。

SH模式：模拟同步采样模式，适合应用在对一组输入通道采样的时差要求尽量小，但组之间的时间间隔较大的应用场合。当由定

时器脉冲或外部时钟有效边沿启动后，在板上逻辑的控制下以400KHz的速度，从第N通道开始顺序转换到第M通道结束，（N、M 分别为用户设置的起始与结束通道，N<=M）。同时转换数据顺序写入FIFO寄存器中，转换完后重新进入等待模式，等待下一个启动信号。

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AC6111 第一章、AC6111简介

NORMAL模式：普通模式指，当由定时器脉冲或外部时钟有效边沿启动后，AD开始转换当前通道，并通道在转换时自动设置为下

一个转换通道，等待下一个有效启动脉冲到来。通道转换顺序为：从第N通道开始顺序转换到第M通道结束，然后由重新从N到M通道，如此循环直到用户结束转换，（N、M定义同上）。转换数据顺序写入FIFO寄存器中。

因此，在不同模式下，启动时钟的最大频率不同。由于AD的转换速度是400KHz，各种模式下的最大转换速度如下：

SH模式：K个通道的最小转换时间 Tmin = 2.5*K （uS）， K=(M-N+1)为一次转换的输入通道数量。等效每通道最大采样速度：1000/Tmin（KHz）。

NORMAL: 每通道最小转换时间：Tmin=2.5uS/通道，等效每通道最大转换速度：400/（转换通道个数） （KHz）。 AD转换启动控制

转换启动可以在触发选择中（TRSL）设置：由软件或外部硬件触发启动整个转换过程，除非用户终止转换，否测将一直转换下去。硬件触发可以在触发极性选择中（TRPOL）设置为“上升边沿”或“下降边沿”有效。

一旦启动转换，AD转换将在板上定时器或外部时钟驱动下按用户设置的起始（STCH）、终止通道（ENDCH）逐一通道顺序、循

环转换。时钟选择（CLKSL）可以软件设置。应用外部时钟时，可以在模式设置字的CLKPOL控制位，控制时钟为“上升边沿”或“下降边沿”有效或启动转换。

用户应该区分二种模式：SH、NORMAL模式的通道转换模式及最小转换时间（或最大转换速度）的要求。

小结：采样模式 1. 2. 3. 4. 5. 6. 板上转换定时器

AC6111的16位定时器为模拟转换提供精确的定时，误差小于?250纳秒。定时器输入基准时钟为4MHz，周期为250纳秒。定时器为减法计数器，当由用户设置数值tdata减到1时，发出启动脉冲并自动将定时器数据重新设置为tdata。

16位数据取值（tdata）：1-65535，对应周期=0.25*N(uS)，N：设置的16位定时器数据tdata。

在NORMAL模式下：最小转换周期为2.5uS（tdata=10），由此6111的转换周期为：2.5uS – 16385uS。 1.

在SH模式下，最小转换周期为2.5*Nch(uS)，Nch：为采样通道的个数。由此转换周期的间隔范围为：2.5*Nch(uS) – 16385uS。 转换触发启动：软件/硬件 （trsl=0/1）。 硬件触发极性：上升/下降边沿 （trpol=0/1）。 转换控制时钟：内部/外部 （clksl=0/1）。 外部时钟极性： 上升/下降 （clkpol=0/1）。 模拟通道采样模式：SH/NORMAL （sammode=1/0）。 采样通道控制：起始通道/结束通道 （stch/endch）。

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