Лабораторная работа № 4.
Проверка работоспособности схемы на стенде.
Цель работы: обучение навыкам сборки прототипа схемы и её тестирования при помощи приборов, входящих в состав NI ELVIS.
Описание прибора ni elvis
Настольная рабочая станция NI ELVIS (см. рис.1.1) и прибор DAQ вместе образуют завершенную лабораторную установку. Рабочая станция обеспечивает широкие возможности по взаимодействию и функциональности. Панель управления, расположенная на станции, снабжена простыми в обращении кнопками и ручками управления функциональным генератором и регулируемыми блоками питания. Существует возможность подключения к программным приборам: осциллографу и цифровому мультиметру NI ELVIS с помощью BNC-разъемов и разъемов штекерного типа. Программное обеспечение NI ELVIS маршрутизирует сигнал в настольной рабочей станции между программами-приборами. Например, выходной сигнал функционального генератора может быть направлен на определенный канал прибора DAQ и затем получен на нужном канале программы осциллографа. Рабочая станция также содержит защитную панель, предохраняющую прибор DAQ от возможных поломок, которые могут случиться в результате ошибок в учебных лабораториях.
Макетная плата (см. рис.1.2) NI ELVIS соединяется с настольной рабочей станцией. Макетная плата предназначена для монтажа электронной схемы и содержит необходимые разъемы для доступа к сигналам. С одной рабочей станцией можно использовать несколько взаимозаменяемых макетных плат.
Рисунок 1 – NI ELVIS (1 – настольная рабочая станция(общий вид), 2 – макетная (монтировочная) плата).
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.
Схема расположения частей рабочей станции приведена на рисунке 2.
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 - 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.
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 – выход для синхронизации осциллографа
Схема расположения частей макетной платы приведена на рисунке 3.
1 Контактные площадки аналогового ввода, осциллографа и программируемого функционального ввода/вывода |
6 Контактные площадки мультиметра, аналогового вывода, функционального генератора, настраиваемого ввода/вывода, |
2 Контактные площадки цифрового ввода/вывода |
регулируемых блоков питания и источников постоянного тока |
3 Массив индикаторов |
7 Индикаторы питания |
4 Разъем D-Sub |
8 BNC-разъёмы |
5 Контактные площадки счетчика-таймера, настраиваемого ввода/вывода и источника постоянного тока |
9 Разъёмы штекерного типа |
Рисунок 3 – Схема расположения частей макетной платы