Лекция№13 Компоненты АС на основе интерфейса КАМАК

Лекция №12 Методика контроля состояния модулей в интерфейсе КАМАК.

Для контроля состояния модуля будем использовать: LAM -статус, LAM -требование, L -запросы.

LAM -статусные сигналы можно контролировать или сбрасывать.

I. В модулях, содержащих один или несколько источников запроса.

Проверка состояния N (i) A (m) F (27), ответ Q: Q =1 – модуль готов, Q =0 – нет готовности.

Для сброса LAM -статусного сигнала: N (i) A (m) F (10) S2 – команда сброса запроса.

II. В модулях с большим числом источников запроса (до 24).

Для контроля используется ШД чтения: R 1- R 24. При операции чтения команда будет выглядеть следующим образом: N (i) A (12) F (1) – чтение регистра группы 2. Если R_k =1 – есть LAM -статусный сигнал от k -го элемента, R_k =0 – нет LAM -статусного сигнала.

Для сброса LAM -статусного сигнала: N (i) A (m) F (11) S2. Если необходимо сбросить LAM -статусный сигнал в конкретном источнике, используют команду N (i) A (m) F (23) S2 – команда селективного сброса. Если W_k =1, источник будет сброшен.

LAM -требования формируются на основе LAM -статусных сигналов в интерфейсной части модуля. Можем совершать следующие действия: разрешение, запрет, контроль LAM -требований.

I. В модулях, содержащих небольшое число источников запроса.

Разрешение LAM -требований: N (i) A (m) F (26), запрет: N (i) A (m) F (24), контроль: N (i) A (m) F (8), ответ модуля – сигнал Q: Q =1 – есть и разрешено LAM -требование, Q =0 – нет и запрещено LAM -требование.

II. В модулях с большим числом источников запроса (до 24).

ШД записи используется для разрешения и запрета (W 1- W 24), для контроля LAM -требований используется шина ШД чтения (R 1- R 24).

Запрет LAM -требований всех источников: N (i) A (13) F (11) S2, F (11) – сброс регистров группы 2. Разрешение или запрет всех источников N (i) A (13) F (17) S1, F (17) – команда записи в регистр группы 2, W_k =1 – запрет, W_k =0 – разрешение.

Разрешение или запрет LAM -требований в выбранных источниках: селективная установка/селективный сброс N (i) A (13) F (19) S1 / N (i) A (13) F (23) S1.

Проверка наличия LAM -требований в модуле: N (i) A (14) F (1), Если R_k =1 – есть LAM -требование от k -го элемента, R_k =0 – нет LAM -требования.

Контроль L-запросов от модулей крейта в контроллере:

Регистр состояния КАМАК, адрес 8; если * L =0 – нет запросов от модулей, если * L =1 – есть запросы от модулей. Если есть запросы, то показаны номера станций с наивысшим приоритетом.

* L	L 16	L 8	L 4	L 2	L 1

Рассмотрим 2 практических задачи построения программно-управляемых приборов на основе модулей КАМАК.

Задача №1. Построение генератора сигналов с заданной АЧХ.

Задача №2. Измерение параметров импульсных сигналов.

Основные этапы проектирования:

1. Разработка алгоритма работы прибора и определение состава аппаратных средств;

2. Выбор аппаратных средств для построения прибора, исходя из технических требований;

3. Реализация программного алгоритма

4. Проверка экспериментальная.

Задача №1.

1. Разработка алгоритма.

Генерация сигналов.

.

, , , , где n – код, пропорциональный мгновенному значению сигнала, i – код, пропорциональный текущему интервалу времени, N – код, пропорциональный амплитуде, M – код, пропорциональный периоду.

.

2. Алгоритм генерации.

1. Вычисление n(i) и округление.

2. Определение начала очередного интервала ∆t.

3. Запись полученного значения в ЦАП.

4. Возвращение к п.1.

Т.к. сигнал периодический, необходимо сформировать массив данных на интервале одного периода на максимальной частоте.

3. Приборы.

Допустим, что хотим формировать сигнал U_m≤2.5 В, f>10 Гц, T=100 мс – 1 мкс.

Максимальные абсолютные погрешности: мВ, мкс.

Относительные погрешности: , .

Модули: 2ЦАП-10, генератор эталонных частот: Clock generator 730.

Модуль преобразования 2ЦАП-10 предназначен для преобразования цифрового кода в напряжение. Его технические характеристики:

1. Число преобразователей в модуле – 2;

2. Число разрядов преобразователя – 10;

3. Диапазон изменения выходного сигнала - 0÷5,115 В;

4. Разрешающая способность преобразователя - ∆ U = 5 мВ;

5. Максимальная частота преобразования – F = 1000 кГц.

Назначение элементов лицевой панели:

- Разъемы “ЦАП1”, “ЦАП2” – выходы первого и второго преобразователя;

- Разъемы “Счет 1”, “Счет 2” – добавление единицы в регистр первого или второго преобразователя соответственно;

- Разъем “ L ” – ввод LAM- статусного сигнала от внешнего источника.

Команды КАМАК:

NA (0,1) F (16) S1 – запись кода с линий W 0- W 1 в первый(A (0)) или второй (A (1)) преобразователи;

NA (0) F (11) S1 - запись кода с линий W 0- W 1 в первый(A (0)) и второй (A (1)) преобразователи одновременно;

NA (0) F (18) S1 – запись кода с линий W 0- W 1 в первый преобразователь и добавление единицы во второй;

NA (0) F (8) – проверка наличия LAM -требования;

NA (0) F (10) – сброс LAM -статусного сигнала;

NA (0) F (24) – запрет LAM -требования;

NA (0) F (26) – разрешение LAM -требования;

Z – сброс LAM -статусного сигнала и запрет LAM -требований в модуле;

C – сброс в 0 регистров преобразователей.

Генератор Clock generator 730 предназначен для выработки синхроимпульсов эталонных частот.

Технические характеристики:

- Модуль вырабатывает импульсы длительностью 0,5 мкс со временем повторения от 1мкс до 1 с при декадном делении частоты;

Назначение элементов передней лицевой панели:

- Разъемы 1 мкс, 10 мкс, 100 мкс, 1 мс, 10 мс, 100 мс, 1 с.

Команды КАМАК:

- ZS 2, CS 2 – команды общего управления, сброс в 0 всех декад делителя частоты.

13.1 Разработка схемы прибора генератора с заданными амплитудно-частотными характеристиками.

Рис. 13.1 Схема генерации LAM -статусного сигнала.

Если запустить генератор, то он будет выдавать импульсы, от этого источника в модуле будет появляться LAM -статусный сигнал каждые 100 мкс, поэтому необходимо разрешить LAM -требования модулю 2ЦАП-10.

Программная реализация алгоритма.

а) Подготовка к генерации сигнала.

На этапе подготовки генерации необходимо выполнить:

1. Расчет мгновенных значений сигнала на интервале одного периода для мгновенного значения частоты (10 Гц). Для генерации сигнала с частотой больше 10 Гц, но кратной ей, мгновенные значения берутся из массива данных соответственно. Например, если частота 50 Гц, то берем 5.

2. Инициализация аппаратных средств.

CCInit (1) – инициализация КК;

CCCZ (1) – инициализация модулей.

3. Разрешение LAM -требований в модуле 2ЦАП-10.

CFSA, CSSA (26,1, N_DAC,0, D, Q), причем D и Q можно не использовать.

б) Генерация сигнала.

1. Определение начала интервала .

Проверка LAM -требования: Repeat CSSSA (8,1, N_DAC,0, D, Q) until Q =1;

Проверка L -запроса: Repeat CTGL (1, L) until L = N_{DAC .}

2. Вывод в ЦАП очередного значения из таблицы данных.

CSSA (F,1, N_DAC, A, D, Q);

F =16, A =0 – ЦАП1, F =16, A =1 – ЦАП2, F =17, A =0 – данные на выходе обоих ЦАП, F =18, A =0 – данные на выходе ЦАП1, на выходе ЦАП2 линейно нарастающий сигнал.

3. Сброс LAM -статусных сигналов в модуле 2ЦАП-10.

CSSA (10,1, N_DAC,0, D, Q);

4. Вычислить индекс следующего элемента массива в зависимости от необходимой частоты.

в) Завершение работы системы.

CCCZ (1);

13.2 Измерение временных параметров импульсных сигналов.

1. Разработка алгоритма измерения параметров импульсных сигналов.

Частота, которую хотим измерять, должна быть много больше, чем длительность импульса.

Рис. 13.2 Измерение параметров импульсных сигналов.

Если за время измерения τ_эт зафиксировано N импульсов от источника сигнала неизвестной частоты f, то искомая частота или период T следования импульсов рассчитываются по формулам:, .

Рис. 13.3 Измерение длительности одиночного импульса.

Длительность τ одиночного импульса определяется количеством импульсов N генератора эталонной частоты, зафиксированных за интервал времени действия импульса из формул:, .

Аппаратные средства:

1. Счетчик импульсов;

2. Генератор эталонного времени;

3. Генератор эталонных частот.

Технические требования:

- Относительная погрешность - , ;

- f _вх = 2 Гц ÷ 10 МГц;

- T _вх = 0.5 с ÷ 100 мс.

- Длительность эталонного импульса должна быть не менее 10 с;

- Верхний предел измерения определяется быстродействием счетчика;

- Длительность одиночных импульсов: τ_вх = 1с ÷ 20 мкс.

Выбор приборов:

- Счетчик импульсов: QUAD Scaller 401 (QS 401);

- Генератор эталонных временных импульсов: C / T -1.

- Генератор эталонных частот: Clock Generator 730 B.

Дата добавления: 2014-01-07