PC-6318 光電隔離模入接口卡技術(shù)說(shuō)明書

PC-6318 光電隔離模入接口卡技術(shù)說(shuō)明書
1. 概述：
PC-6318 光電隔離模入接口卡適用于具有ISA 總線的PC系列微機(jī)，具有很好的兼容性，CPU從目前廣泛使用
的64位處理器直到早期的16位處理器均可適用，操作系統(tǒng)可選用經(jīng)典的MS-DOS，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)ISA總線插槽中，信號(hào)電纜從機(jī)箱外部直接接入。接口卡的模擬信號(hào)由卡前端
的 37芯D型插頭輸入。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)。
PC-6318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)。
PC-6318 光電隔離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。
本接口卡出廠配裝×1；×10；×100；×1000的程控放大器，如需配裝×1；×2；×4；×8的程控放大器，
應(yīng)在定貨時(shí)加以說(shuō)明。
2. 主要技術(shù)指標(biāo)：
2.1 輸入通道數(shù)：
單端32路*／雙端16路；(標(biāo)*為出廠標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，下同)
2.2 輸入信號(hào)范圍：0V～10V*；±5V；±10V
2.3 最大允許輸入電壓：±15V
2.4 輸入阻抗：≥10MΩ
2.5 共模抑制比(典型值)：
90dB(G＝1)；
110dB(G＝10)；
130dB(G＞100)
2.6 放大器可選程控增益：×1*；×10；×100；×1000(倍)
2.7 A／D轉(zhuǎn)換分辨率：12位
2.8 A／D芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間：10μS
2.9 系統(tǒng)單通道最高采集速率：66KHz／S
2.10 通道切換時(shí)間：
模擬開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間3 .5μS＋放大器建立時(shí)間
(G=1，23μS；G=10，28μS；G=100，140μS；G=1000，1300μS)
2.11 系統(tǒng)綜合誤差：≤0.2％FSR (×1倍時(shí))
2.12 A／D啟動(dòng)方式：程序啟動(dòng)／外觸發(fā)啟動(dòng)
2.13 A／D工作方式：程序查詢
2.14 A／D轉(zhuǎn)換輸出碼制：?jiǎn)螛O性原碼*／雙極性偏移碼或補(bǔ)碼
2.15 隔離形式：三總線光電隔離型
2.16 隔離電壓：≥500V
2.17 電源功耗：＋5V(±10％)≤900mA
2.18 使用環(huán)境要求：
工作溫度： 10℃～40℃
相對(duì)濕度： 40％～80％ RH
存貯溫度：－55℃～＋85℃
2.19 外型尺寸：(不含檔板)長(zhǎng)×高＝177.8mm×106.7mm(7英寸×4.2英寸)
3. 工作原理：
PC-6318光電隔離模入接口卡主要由模擬多路開(kāi)關(guān)電路、高性能放大器電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、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 工作原理框圖：
PC-6318 光電隔離模入接口卡工作原理框圖見(jiàn)圖1。
1圖1 工作原理框圖
3.3 高性能放大器電路：
本卡選用BB公司的PGA204作為信號(hào)處理放大器，PGA204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。本卡在出廠時(shí)是按照 ×1、×10、 ×100、×1000 倍的增益設(shè)計(jì)的，
通過(guò)程序可以方便地改變?cè)鲆?，以配合不同的傳感器或信?hào)源。如果換裝BB公司的PGA205儀表放大器，則可得到
×1、×2、×4、×8倍的程控增益。
3.4 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路：
本卡選用新一代的串行 A／D轉(zhuǎn)換器件 ADS7808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，其工作特點(diǎn)為啟動(dòng)A/ D轉(zhuǎn)換的同時(shí)將上次轉(zhuǎn)換的結(jié)果傳送出來(lái)。即第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。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。
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)產(chǎn)生與各種操作有關(guān)的控制信號(hào)。光隔電路采用6N137高速光耦對(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。該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。本卡跨接選擇器較多，使用中應(yīng)嚴(yán)格按照說(shuō)明書進(jìn)行設(shè)置操作。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。
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。
ADS7808的時(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。
本卡的最高采集速率約為 66KHz，這在單通道采集時(shí)容易實(shí)現(xiàn)。在多通道連續(xù)采集時(shí)，由于模擬開(kāi)關(guān)切換及放
大器信號(hào)建立需要一定的時(shí)間，故而會(huì)降低采樣速率。但是考慮到A／D轉(zhuǎn)換器件本身占用的轉(zhuǎn)換時(shí)間可以在編程
時(shí)加以利用，也可以使多通道采樣速率達(dá)到66KHz。這點(diǎn)在編程舉例時(shí)還會(huì)加以說(shuō)明。
5．使用與操作：
5.1 主要可調(diào)整元件位置見(jiàn)圖2 。
2圖2 主要可調(diào)整元件位置圖
5.2 輸入接口定義：
本卡前端37芯D型插座的信號(hào)定義見(jiàn)表1（見(jiàn)下頁(yè)），用戶可按實(shí)際需要選擇連接信號(hào)線(單端)或信號(hào)線組(雙
端)，為減少信號(hào)串?dāng)_和保護(hù)通道開(kāi)關(guān)，凡不使用的信號(hào)端應(yīng)與模擬地短接，這一點(diǎn)在小信號(hào)放大使用時(shí)尤其重要。
表1 輸入插座接口定義
插座引腳號(hào) 信 號(hào) 定 義 插座引腳號(hào) 信 號(hào) 定 義
1 模擬地 20 模擬地
2 CH1 (CH1+) 21 CH17(CH1-)
3 CH2 (CH2+) 22 CH18(CH2-)
4 CH3 (CH3+) 23 CH19(CH3-)
5 CH4 (CH4+) 24 CH20(CH4-)
6 CH5 (CH5+) 25 CH21(CH5-)
7 CH6 (CH6+) 26 CH22(CH6-)
8 CH7 (CH7+) 27 CH23(CH7-)
9 CH8 (CH8+) 28 CH24(CH8-)
10 CH9 (CH9+) 29 CH25(CH9-)
11 CH10(CH10+) 30 CH26(CH10-)
12 CH11(CH11+) 31 CH27(CH11-)

當(dāng)然可以。PC-6318光電隔離模入接口卡是一種專門為工業(yè)自動(dòng)化和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的電子設(shè)備，其技術(shù)說(shuō)明書詳細(xì)闡述了以下內(nèi)容： 1. 產(chǎn)品概述：介紹PC-6318光電隔離模入接口卡的主要功能，如提供安全的數(shù)據(jù)輸入通道、支持模擬信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換以及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行隔離等特性，以保護(hù)控制系統(tǒng)免受電磁干擾。 2. 技術(shù)規(guī)格： - 輸入通道數(shù)量與類型：可能包括模擬電壓/電流輸入，以及數(shù)字信號(hào)（如干接點(diǎn)）的數(shù)量和接口標(biāo)準(zhǔn)（如RS-485、CAN、Profibus等）。 - 光電隔離模塊：解釋如何通過(guò)光耦合器實(shí)現(xiàn)電氣隔離，確保輸入信號(hào)在電氣上獨(dú)立于系統(tǒng)主體，提高抗干擾能力。 - 工作電壓與電流范圍：明確適用的工作電源電壓及各輸入通道的最大允許電流值。 - 數(shù)據(jù)傳輸速率與波特率支持：說(shuō)明接口卡支持的通信速率及其兼容的波特率范圍。 3. 接口與連接方式：介紹接口卡的物理尺寸、端子布局、針腳定義，以及如何正確連接到控制系統(tǒng)的電纜類型和線序要求。 4. 功能描述與操作流程：包括設(shè)置參數(shù)的方法、初始化步驟、數(shù)據(jù)采集與處理邏輯、錯(cuò)誤檢測(cè)與處理機(jī)制等內(nèi)容。 5. 安裝與維護(hù)：提供安裝前準(zhǔn)備、硬件安裝指南、注意事項(xiàng)、常見(jiàn)問(wèn)題解決辦法以及預(yù)防性維護(hù)建議。 6. 性能指標(biāo)與測(cè)試方法：列出產(chǎn)品的關(guān)鍵性能指標(biāo)，如輸入精度、響應(yīng)時(shí)間、穩(wěn)定性以及環(huán)境適應(yīng)性等相關(guān)性能參數(shù)，并附帶相應(yīng)的測(cè)試方法和結(jié)果。 7. 安全與合規(guī)性聲明：確保用戶理解和遵守所有相關(guān)安全規(guī)定、認(rèn)證標(biāo)志以及符合的國(guó)際或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 總之，PC-6318光電隔離模入接口卡技術(shù)說(shuō)明書會(huì)詳盡地為用戶提供該設(shè)備的技術(shù)細(xì)節(jié)、使用指導(dǎo)以及相關(guān)的安全保障信息。