PCI-8325光電隔離型模入接口卡技術(shù)說明書

PCI8325
PCI-8325 光電隔離型模入接口卡技術(shù)說明書
1. 概述
PCI-8325光電隔離型模入接口卡適用于提供了PCI 總線插槽的PC系列微機(jī)，具有即插即用（PnP）
的功能。其操作系統(tǒng)可選用目前流行的 Windows 系列、高穩(wěn)定性的Unix等多種操作系統(tǒng)以及專業(yè)數(shù)據(jù)采
集分析系統(tǒng)LabVIEW 等軟件環(huán)境。在硬件的安裝上也非常簡單，使用時(shí)只需將接口卡插入機(jī)內(nèi)任何一個(gè)
PCI總線插槽中并用螺絲固定，信號電纜從機(jī)箱外部直接接入。
PCI-8325光電隔離型模入接口卡采用三總線光電隔離技術(shù)，使被測量信號系統(tǒng)同計(jì)算機(jī)之間完全電氣
隔離。適用于惡劣環(huán)境的工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集以及必須保證人身安全的人體信號采集系統(tǒng)。同時(shí)，本卡自帶
DC／DC隔離電源模塊，無需用戶外接電源。
PCI-8325 光電隔離型模入接口卡安裝使用簡便、功能齊全。其 A/D 轉(zhuǎn)換啟動方式可以選用程控頻率
觸發(fā)、程控單步觸發(fā)、外部 TTL 信號觸發(fā)以及外部時(shí)鐘同步觸發(fā)等多種方式。A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)結(jié)果通過
先進(jìn)先出存儲器（FIFO）緩存后由PCI總線讀出。
PCI-8325光電隔離型模入接口卡分為A型和B型兩種產(chǎn)品。A型為12bit轉(zhuǎn)換分辨率，B型為16bit
轉(zhuǎn)換分辨率。用戶在選購和使用時(shí)應(yīng)注意其區(qū)別。
為方便用戶，本卡還提供了非隔離的符合TTL電平的16路數(shù)字量輸入和16路數(shù)字量輸出信號通道，
這些信號通道由卡后端40芯扁平電纜轉(zhuǎn)換為37芯D型插頭提供給用戶。
2. 主要技術(shù)指標(biāo)
2.1 模入部分：(標(biāo)*為出廠標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，下同)
2.1.1輸入通道數(shù)：單端32路*／雙端16路；
2.1.2輸入信號范圍：0V～10V*；±5V；±10V
2.1.3最大允許輸入電壓：±15V
2.1.4輸入阻抗：≥10MΩ
2.1.5輸入通道選擇方式：單通道程序指定/多通道自動掃描
2.1.6 A／D轉(zhuǎn)換分辨率：A型12 bit；B型16 bit
2.1.7 A／D芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間：10μS
2.1.8系統(tǒng)最高采集速率：100KHz／S (所有通道總和)
2.1.9 A/D采樣程控頻率：1KHz/5KHz/10KHz/20KHz/50KHz/100KHz
2.1.10 A/D啟動方式：程控頻率觸發(fā)/程控單步觸發(fā)/外部TTL信號觸發(fā)/外部時(shí)鐘同步觸發(fā)
2.1.11 A／D轉(zhuǎn)換輸出碼制：單極性原碼*／雙極性偏移碼或補(bǔ)碼
2.1.12 FIFO存儲器容量：8K×16bit（全滿）/4K×16bit（半滿）
2.1.13 數(shù)據(jù)讀取識別方式：FIFO半滿查詢/FIFO非空查詢/FIFO半滿中斷
2.1.14 通道切換時(shí)間：(模擬開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間＋放大器建立時(shí)間) ≤5μS
2.1.15 系統(tǒng)綜合誤差：A型≤0.1％FSR；B型≤0.02％FSR
2.2 開關(guān)量部分:（非隔離）
2.2.1 輸入路數(shù)：16路TTL電平
2.2.2 輸出路數(shù)：16路TTL電平
2.3 隔離形式：三總線高速光電隔離型
2.3.1 隔離電壓：≥500V
2.4 電源功耗：＋5V(±10％)≤800mA
2.5 使用環(huán)境要求：
工作溫度：10℃～40℃
相對濕度：40％～80％ RH
存貯溫度：－55℃～＋85℃
2.6 外型尺寸：(不含檔板)長×高＝175.0mm×106.7mm(6.89英寸×4.2英寸)
3. 工作原理
PCI-8325光電隔離型模入接口卡主要由多路模擬開關(guān)選通電路、高精度放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、光
電隔離及 DC／DC電源電路、先進(jìn)先出(FIFO)緩沖存儲器電路、開關(guān)量輸入輸出電路以及接口控制邏輯電
路等部分組成。
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3.1 多路模擬開關(guān)選通電路
多路模擬開關(guān)選通電路由4片8選1模擬開關(guān)以及跨接選擇器KJ1和KJ2等組成，用以選擇32 路單
端或16 路雙端輸入方式，并將選中的信號送入差分放大器處理。
3.2 高精度放大電路
本電路由高精度放大器、阻容件及跨接選擇器KJ3等組成，用以對通道開關(guān)選中的模擬信號進(jìn)行變換
處理，以提供模數(shù)轉(zhuǎn)換電路所需要的信號。
3.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路
本卡選用B-B公司的A／D器件ADS7808（12 bit）或ADS7809（16 bit）作為本卡的模數(shù)轉(zhuǎn)換器件。
該器件內(nèi)部自帶采保和精密基準(zhǔn)電源。
3.4 光電隔離及 DC／DC電源電路
本卡采用高速光耦對系統(tǒng)總線與模擬信號之間進(jìn)行光電隔離，以避免相互間的干擾。同時(shí)由電源模塊
及相關(guān)的濾波元件組成DC／DC 電源電路。
3.5 先進(jìn)先出（FIFO）緩沖存儲器電路
本電路用于將A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行緩沖存儲。并相應(yīng)的給出“空”，“半滿”和“全滿”的標(biāo)志信
號。用戶在使用過程中可以隨時(shí)根據(jù)這些標(biāo)志信號的狀態(tài)以單次或批量的方式讀出A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果。
3.6 開關(guān)量輸入輸出電路
本卡還提供了各16路非隔離的開關(guān)量輸入輸出信號通道。使用中需注意對這些信號的要求應(yīng)嚴(yán)格符合
TTL 電平規(guī)范。
3.7 接口控制邏輯電路
接口控制邏輯電路用來將PCI總線控制邏輯轉(zhuǎn)換成與各種操作相關(guān)的控制信號。
4. 安裝及使用注意
本卡的安裝十分簡便，只要將主機(jī)機(jī)殼打開，在關(guān)電情況下，將本卡插入主機(jī)的任何一個(gè)空余PCI擴(kuò)
展槽中，再將檔板固定螺絲壓緊即可。
本卡采用的模擬開關(guān)是COMS電路，容易因靜電擊穿或過流造成損壞，所以在安裝或用手觸摸本卡時(shí)，
應(yīng)事先將人體所帶靜電荷對地放掉，同時(shí)應(yīng)避免直接用手接觸器件管腳，以免損壞器件。
禁止帶電插拔本接口卡。本卡跨接選擇器較多，使用中應(yīng)嚴(yán)格按照說明書進(jìn)行設(shè)置操作。設(shè)置接口卡
開關(guān)、跨接套和安裝接口帶纜時(shí)均應(yīng)在關(guān)電狀態(tài)下進(jìn)行。
當(dāng)模入通道不全部使用時(shí)，應(yīng)將不使用的通道就近對地短接，不要使其懸空，以避免造成通道間串?dāng)_
和損壞通道。
為保證安全及采集精度，應(yīng)確保系統(tǒng)地線（計(jì)算機(jī)及外接儀器機(jī)殼）接地良好。特別是使用雙端輸入
方式時(shí)，為防止外界較大的共模干擾，應(yīng)注意對信號線進(jìn)行屏蔽處理。
本卡使用的 ADS7808 或 ADS7809 器件時(shí)序規(guī)定第 N 次轉(zhuǎn)換后讀出的數(shù)據(jù)為第 N－1 次轉(zhuǎn)換的結(jié)果。這
點(diǎn)在用戶編程時(shí)要特別注意。
當(dāng)本卡使用的信號環(huán)境較為惡劣時(shí)，為保護(hù)本卡和主機(jī)，用戶可以在本卡前端的預(yù)留位置加裝雙向TVS
瞬態(tài)電壓保護(hù)管。但加裝TVS管后，TVS管的特性將使本卡的輸入阻抗下降，同時(shí)對信號源的驅(qū)動能力有
一定的要求，否則將降低本卡的采樣精度。
5. 使用與操作
5.1 跨接選擇器的用法
5.1.1 輸入單／雙端方式選擇
KJ1、KJ2為單／雙端輸入方式選擇，二者應(yīng)共同使用，其使用方法見圖1。
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KJ1 KJ2 KJ1 KJ2
a. 單端輸入方式 b. 雙端輸入方式
圖1 單／雙端輸入方式選擇
5.1.2 A／D量程選擇
KJ3為A／D量程選擇插座，其選擇方法見圖2。
a. 0～10V輸入 b.±5V輸入 c.±10V輸入
圖2 A／D量程選擇
5.1.3 轉(zhuǎn)換碼制選擇：
當(dāng)雙極性輸入時(shí), KJ4決定ADC輸出的碼制，選擇方法見圖3：

PCI-8325是一種專為工業(yè)自動化和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的高性能光電隔離型模擬輸入接口卡。該技術(shù)說明書詳細(xì)闡述了以下內(nèi)容： 1. **產(chǎn)品概述**：介紹了PCI-8325的基本特性，如它支持多通道（例如8/16/32通道）模擬信號的采集，使用光耦合器實(shí)現(xiàn)電氣隔離，以確保在高電壓、強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下的數(shù)據(jù)傳輸安全。 2. **硬件規(guī)格**：涵蓋了接口卡的物理尺寸、引腳配置、電源需求、工作溫度范圍等參數(shù)信息。 3. **功能特性**：包括高精度ADC（模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器）性能指標(biāo)，如采樣率、分辨率、失調(diào)誤差、信噪比等；以及光電隔離模塊的技術(shù)參數(shù)，如傳輸速度、抗共模干擾能力、最大允許輸入電流和電壓等級。 4. **軟件接口**：介紹了配套的驅(qū)動程序、編程庫或SDK（Software Development Kit）及其兼容的操作系統(tǒng)平臺，如何通過這些工具進(jìn)行設(shè)備初始化、配置、數(shù)據(jù)采集與處理的方法。 5. **安裝與連接**：給出了詳細(xì)的安裝步驟和所需的電纜、接線圖，以及如何正確連接到PC主板的PCI插槽和其他外部設(shè)備。 6. **應(yīng)用示例**：可能包含針對不同行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的典型示例，如電機(jī)控制、過程監(jiān)控、PLC（可編程邏輯控制器）通信等，說明如何利用PCI-8325來采集并處理相關(guān)模擬信號。 7. **注意事項(xiàng)與警告**：列舉了一些使用過程中應(yīng)避免的操作及潛在風(fēng)險(xiǎn)，如過載保護(hù)、接地要求等，確保用戶在實(shí)際操作中的安全性。 8. **維護(hù)與故障排查**：提供了常見問題的解決方案、故障排除指南以及預(yù)防措施等內(nèi)容，便于用戶及時(shí)解決遇到的問題。 總之，PCI-8325光電隔離型模入接口卡技術(shù)說明書是一部全面指導(dǎo)用戶理解和操作這款產(chǎn)品的技術(shù)文檔，旨在幫助用戶充分發(fā)揮其在各種工業(yè)自動化場景中的效能。