Аппаратная часть комплекса

Рабочая станция. Внешний вид рабочей станции с макетной платой (вид сверху) показан на рис. 2.3.

Рис. 2.3. Рабочая станция NI ELVIS II с макетной платой

Цифрами на рисунке обозначены:

1 – макетная плата NI ELVIS II (2800 гнезд)

2 – плавкий предохранитель цифрового мультиметра

3 – разъемы цифрового мультиметра

4 – BNC[23] разъемы для подключения к внутреннему осциллографу рабочей станции (NI SCOPE)

5 – разъем выхода функционального генератора или входа цифрового запуска осциллографа NI SCOPE

6 – отверстия для крепления макетной платы (отверстия под винт)

7 – стандартный PCI[24] разъем для подключения макетной платы;

8 – выключатель питания макетной платы;

9 – световые индикаторы состояния рабочей станции;

10 – ручки управления двумя регулируемыми источниками питания;

11 – ручки управления функциональным генератором.

На задней панели рабочей станции (рис. 2.4)располагаются выключатель питания станции, разъем для подключения внешнего блока питания от сети переменного тока, разъём USB, гнездо для подключения кабеля безопасности (используется для защиты рабочей станции) и гнездо для подключения замка Kensington[25].

Рис. 2.4. Вид задней панели рабочей станции

1. Выключатель питания

2. Выключатель питания рабочей станции

3. Разъём для подключения блока питания

4. Разъём USB

5. Гнездо для подключения кабеля безопасности (для защиты рабочей станции)

6. Гнездо для подключения замка Kensington

Внешний вид макетной платы показан на рис. 2.5. Она подключается к рабочей станции через стандартный PCI разъем. Этот разъем может использоваться для установки плат других учебных плат производства NI или плат собственной разработки.

Рис. 2.5. Внешний вид макетной платы

Цифрами на рисунке обозначены:

1 – гнезда аналогового ввода AI и пользовательских линий ввода/вывода PFI

2 – PCI-разъем для подключения к рабочей станции

3 – гнезда цифрового ввода/вывода DIO

4 – группа пользовательских индикаторов (светодиодов)

5 – пользовательский разъем типа D-SUB[26] (9-контактный)

6 – гнезда счетчика/таймера, пользовательских линий ввода/вывода PFI и источника питания постоянного тока +5В

7 – гнезда мультиметра/анализатора импеданса, аналогового вывода AO, функционального генератора, регулируемых источников питания VPS и источников питания постоянного тока +5В, +15В, -15В

8 – индикаторы источников питания постоянного тока

9 – пользовательские клеммы с винтовым зажимом

10 – пользовательские BNC разъемы (в лабораторном комплексе используются для подключения к каналам цифрового модульного осциллографа NI PCI-5114)

11 – разъемы типа banana

12 – крепежные отверстия

Исследуемая цепь собирается на наборном поле макетной платы. Наборное поле представляет собой набор гнезд, объединенных в горизонтальные шины по 4-5 выводов, и вертикальные шины по 25 выводов. Крайние вертикальные шины подключены к различным каналам сбора данных и устройствам рабочей станции. Слева и справа нанесены названия каждой такой группы гнезд.

В табл. 2.1 представлено описание сигналов макетной платы, объединенных в группы по функциональному назначению в соответствии с расположением на плате (рис. 2.5).

Табл. 2.1. Описание сигналов макетной платы

На структурной схеме (рис. 2.6)приведены основные компоненты рабочей станции и макетной платы, соединенных через разъем PCI. Станция соединяется с компьютером через интерфейс high-speed USB 2.0 и содержит в своем составе: микроконтроллер, 8/16 каналов ввода аналоговых сигналов (AI), два канала генерирования аналоговых сигналов (AO), 24 канала цифрового ввода/вывода (DIO) и 15 каналов программируемого функционального интерфейса (PFI). При подключении с общим проводом имеется возможность использовать 16 каналов ввода аналоговых сигналов, при дифференциальном подключении – 8 каналов. Микроконтроллер соединяется с устройствами через интерфейс SPI[27].

Станция подключена к блоку питания от сети переменного тока, в табл. 2.2 дано назначение выводов блока питания; на рис. 2.6 выделена линия питания Vbus интерфейса USB.

Табл. 2.2. Назначение выводов блока питания

Рис. 2.6. Предположительная структурная схема рабочей станции ELVIS II с макетной платой (основные компоненты)

Втабл. 2.3, представленной ниже, даны краткие характеристики рабочей станции. Среди прочих характеристик стоит выделить наличие как аналоговых, так и цифровых линий ввода/вывода, линий PFI[28], которые используются в виртуальном ДВП и могут быть использованы для работы со встроенными счетчиками/таймерами, а также имеющиеся разъемы типа BNC, banana, D-Sub и винтовой зажим. Разъемы BNC макетной платы использованы в комплексе для подключения исследуемой схемы к NI PCI-5114, расположенному в системном блоке.

Табл. 2.3. Технические характеристики рабочей станции