PCI-8319 光電隔離模入接口卡技術(shù)說(shuō)明書(shū)

PCI-8319技術(shù)說(shuō)明書(shū)
PCI-8319 光電隔離模入接口卡技術(shù)說(shuō)明書(shū)
1. 概述：
PCI-8319 光電隔離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(jiǎn)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(hào)電纜從機(jī)箱外部直接接入。
PCI-8319 光電隔離模入接口卡采用三總線光電隔離技術(shù)，使被測(cè)量信號(hào)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(chǎng)數(shù)據(jù)采集以及必須保證人身安全的人體信號(hào)采集系統(tǒng)。本模入接口卡采
用了高性能的儀用放大器，具有極高的輸入阻抗和共模抑制比，并具有最高可達(dá) 1000 倍的放大增益，可
直接配接各種傳感器，以完成對(duì)不同信號(hào)的放大處理，同時(shí)，本卡自帶 DC／DC 隔離電源模塊，無(wú)需用戶
外接電源。
PCI-8319 模入接口卡允許采用 32 路單端輸入方式或 16 路雙端輸入方式。用戶可根據(jù)需要選擇測(cè)量
單極性信號(hào)或雙極性信號(hào)。其輸入的模擬信號(hào)由卡前端的 37 芯 D 型插頭直接接入。為方便我公司原有用
戶對(duì)產(chǎn)品的升級(jí)換代，PCI-8319 光電隔離模入接口卡的輸入輸出插座引線定義與PC-6319 完全一樣。
本卡還提供了非隔離的 TTL 電平的 16 路輸入和 16 路輸出信號(hào)通道，這些信號(hào)通道由卡后端的 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)：?jiǎn)味?2路*；雙端16路
2.1.2 輸入信號(hào)范圍： 0V～10V*；－5V～＋5V； -10V～＋10V
2.1.3 最大允許輸入電壓：±15V
2.1.4 輸入阻抗：≥10MΩ
2.1.5 共模抑制比(典型值)：90dB(G＝1)；110dB(G＝10)；130dB(G＞100)
2.1.6 放大器硬件可選增益：×1*；×2；×10；×100；×1000(倍)
2.1.7 A／D轉(zhuǎn)換分辨率：12位
2.1.8 A／D轉(zhuǎn)換速率：10μS
2.1.9 A／D轉(zhuǎn)換非線性誤差：±1LSB
2.1.10 系統(tǒng)綜合誤差：≤ 0.1％ FSR (×1倍時(shí))
2.1.11 A／D啟動(dòng)方式：程序啟動(dòng)／外觸發(fā)啟動(dòng)
2.1.12 A／D工作方式：程序查詢／中斷請(qǐng)求
2.1.13 A／D轉(zhuǎn)換輸出碼制：?jiǎn)螛O性原碼*／雙極性偏移碼
2.1.14 隔離形式：三總線光電隔離型
2.1.15 隔離電壓：≥500V
2.2 開(kāi)關(guān)量部分(非隔離的)：
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 電源功耗：＋5V(±10％) ≤800mA（平均值）
2.4 環(huán)境要求：工作溫度： 10℃～40℃
相對(duì)濕度： 40％～80％
存貯溫度：-55℃～＋85℃
2.5 外型尺寸(不含檔板)：長(zhǎng)×高＝175.0mm×106.7mm ( 6.89英寸×4.2英寸)
3. 工作原理：
PCI-8319 光電隔離模入接口卡主要由多路模擬開(kāi)關(guān)電路、高性能放大器電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、
開(kāi)關(guān)量輸入輸出電路、接口控制邏輯電路、光電隔離電路及DC／DC電源電路組成。
3.1 多路模擬開(kāi)關(guān)電路：
多路模擬開(kāi)關(guān)由4片8選1模擬開(kāi)關(guān)芯片等組成，通過(guò)KJ1和KJ2跨接插座可以選擇32 路單端
或16 路雙端輸入方式，并將選中的信號(hào)送入差分放大器處理。
3.2 高性能放大器電路：
本卡選用AD公司的AD620（或BB公司的INA118等）作為本卡的信號(hào)處理放大器,該芯片是一種
低功耗、高精度的儀表放大器，具有良好的交直流特性,并且可以方便的改變放大增益。本卡在出廠
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時(shí)是按照×1、×2、×10、×100、×1000 倍的增益設(shè)計(jì)的，通過(guò)跨接器 KJ3 可以方便地改變?cè)鲆妫?br/>以配合不同的傳感器或信號(hào)源。同時(shí)，用戶在必要時(shí)可根據(jù)自己的使用需要改變?cè)鲆骐娮?，以確定適
用的放大增益。
3.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路：
本卡選用 AD 公司的 AD1674（或 BB 公司的 ADS774）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，具有較高的轉(zhuǎn)換速率和轉(zhuǎn)換精度。A／D轉(zhuǎn)換可以由程序啟動(dòng)，也可由外部觸發(fā)
信號(hào)啟動(dòng)。A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束的標(biāo)志可以由程序查詢檢出，也可通過(guò)中斷方式通知CPU處理。
3.4 開(kāi)關(guān)量輸入輸出電路：
本卡還提供了各16路的開(kāi)關(guān)量輸入輸出信號(hào)通道。需注意對(duì)這些信號(hào)的使用要求應(yīng)嚴(yán)格符合TTL
電平規(guī)范，同時(shí)應(yīng)注意這些信號(hào)與計(jì)算機(jī)之間沒(méi)有隔離。
3.5 接口控制邏輯電路及光隔電路：
接口控制邏輯電路用來(lái)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(hào)。光電隔離電路使
用光耦來(lái)對(duì)系統(tǒng)總線與模擬信號(hào)之間進(jìn)行光電隔離，以避免相互間的干擾。
3.6 DC／DC電源電路：
DC／DC 電源電路由電源模塊及相關(guān)的濾波元件組成。電源模塊的輸入電壓為＋5V，輸出電壓為
與原邊隔離的±15V和＋5V，原付邊之間隔離電壓可達(dá)1500V。
4. 安裝及使用注意：
本卡的安裝十分簡(jiǎn)便，只要將主機(jī)機(jī)殼打開(kāi)，在關(guān)電情況下，將本卡插入主機(jī)的任何一個(gè)空余擴(kuò)展槽
中，再將檔板固定螺絲壓緊即可。
本卡采用的模擬開(kāi)關(guān)是 COMS 電路，容易因靜電擊穿或過(guò)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(duì)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。設(shè)置接口卡開(kāi)關(guān)、跨接套和安裝接口 帶纜均應(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(duì)地短接，不要使其懸空，以避免造成通道間串?dāng)_
和損壞通道。
本卡跨接選擇器較多，使用中應(yīng)嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)進(jìn)行設(shè)置操作。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(duì)信號(hào)線進(jìn)行屏蔽處理。
當(dāng)本卡使用的信號(hào)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TVS雙
向瞬態(tài)電壓保護(hù)管。但應(yīng)注意加裝 TVS 管后，TVS 管的特性將使本卡的輸入阻抗下降，同時(shí)對(duì)信號(hào)源的驅(qū)
動(dòng)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 跨接器的使用：
5.1.1單端／雙端方式選擇:
KJ1、KJ2為單端／雙端方式選擇插座，其使用方法見(jiàn)圖1。
KJ1 KJ2 KJ1 KJ2
a. 單端輸入方式 b. 雙端輸入方式
圖1 單／雙端方式選擇
5.1.2 放大器增益選擇：
KJ3為放大器增益選擇插座，其對(duì)應(yīng)位置為：
1.×1 倍；2.×2 倍；3.×10 倍；4.×100 倍；5.×1000 倍
當(dāng)用戶需要特殊的放大增益時(shí)，可根據(jù)下面公式自行換裝解決。
RG ＝ 50KΩ／(G－1)
例：G＝50(倍)， R＝1KΩ
G
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G＝500(倍)， R＝100.2Ω
G
其中RG在卡上是R35～R38四者之一。

PCI-8319光電隔離模入接口卡技術(shù)說(shuō)明書(shū)是一份詳細(xì)介紹特定型號(hào)的PCI總線擴(kuò)展板卡的技術(shù)文檔。該接口卡主要用于在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)光電隔離的功能，以確保輸入信號(hào)的安全性和抗干擾性，其主要特點(diǎn)和功能包括： 1. **產(chǎn)品概述**：介紹PCI-8319的基本信息，如卡片類型、尺寸、接口規(guī)格（如支持的最大通道數(shù)量、數(shù)據(jù)傳輸速率等）、以及支持的光耦合器類型等。 2. **硬件設(shè)計(jì)**：闡述光電隔離模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)，包括如何將模擬輸入信號(hào)通過(guò)光學(xué)耦合器進(jìn)行隔離，以及相關(guān)的電子電路設(shè)計(jì)，如調(diào)理放大器、采樣保持電路等。 3. **電氣特性**：詳述輸入通道的電氣參數(shù)，如最大輸入電壓范圍、共模抑制比、信噪比、輸入阻抗等，并說(shuō)明如何保證信號(hào)在經(jīng)過(guò)光電隔離后的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換。 4. **接口說(shuō)明**：介紹PCI插槽連接方式、數(shù)據(jù)通信協(xié)議（如PCI Express或PCI-X）以及與主機(jī)系統(tǒng)的接口規(guī)范，包括地址分配、中斷管理等。 5. **軟件支持**：涵蓋配套軟件驅(qū)動(dòng)程序的安裝、配置方法，用戶可以利用這些軟件對(duì)PC進(jìn)行設(shè)置，調(diào)整數(shù)據(jù)采集參數(shù)、觸發(fā)模式、告警機(jī)制等功能。 6. **安全注意事項(xiàng)**：強(qiáng)調(diào)使用過(guò)程中應(yīng)遵守的安裝、操作及維護(hù)要求，包括電源需求、防靜電措施、接地規(guī)定等，以確保設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行和人員安全。 7. **應(yīng)用示例**：提供一些典型的應(yīng)用場(chǎng)景和技術(shù)方案，幫助用戶理解和快速上手使用PCI-8319光電隔離模入接口卡。 總之，這份技術(shù)說(shuō)明書(shū)是工程師在集成或使用PCI-8319光電隔離模入接口卡時(shí)的重要參考資料。