探索 EVAL - AD4110 - 1SDZ：工業(yè)過程控制系統(tǒng)的通用輸入模擬前端評估板

在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中，模擬前端（AFE）的性能對于準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集和處理至關(guān)重要。今天，我們將深入探討 EVAL - AD4110 - 1SDZ 評估板，它是評估 AD4110 - 1 模擬前端特性的理想工具。

文件下載：EVAL-AD4110-1SDZ.pdf

1. 評估板特性與套件內(nèi)容

1.1 特性

EVAL - AD4110 - 1SDZ 是一款功能齊全的評估板，專為 AD4110 - 1 設(shè)計(jì)。它支持通過 PC 進(jìn)行控制，配合 Analog Devices 的 SDP 平臺以及相應(yīng)的 PC 軟件，并且兼容 Windows 7、Windows 8 和 Windows 10 操作系統(tǒng)。

1.2 套件內(nèi)容

• EVAL - AD4110 - 1SDZ 評估板
• 4 個(gè)綠色螺絲塊連接器，已安裝在評估板上
• 2 個(gè)塑料螺絲和墊圈，用于將 EVAL - SDP - CB1Z 控制器板固定到評估板上

2. 額外所需的軟硬件

2.1 硬件

除了評估板套件，還需要 EVAL - SDP - CB1Z（SDP - B）控制器板，并且該控制器板配備了 USB 電纜。

2.2 軟件

需要 Windows 7、Windows 8 或 Windows 10 操作系統(tǒng)，以及相應(yīng)的評估軟件。

3. 評估板硬件配置

3.1 基本硬件設(shè)置

EVAL - AD4110 - 1SDZ 評估板通過 SDP - B 控制器板與 PC 進(jìn)行通信。將評估板連接到 SDP - B 板的 Connector A（CON A）上。

3.2 電源供應(yīng)

評估板需要外部電壓供應(yīng)，推薦使用 ±15 V 電源，并將其連接到 J14。具體連接方式為：+15 V 連接到 VDD 引腳，?15 V 連接到 VSS 引腳，0 V 連接到 GND 引腳。評估板上的 5 V 電源由 ADP7102 低壓差穩(wěn)壓器（LDO）產(chǎn)生，該穩(wěn)壓器以 15 V 電源為輸入。SDP - B 板通過 USB 供電，并且通過串行接口與評估板通信，跨越 ADuM1401 和 ADuM1200 隔離設(shè)備。

3.3 連接器和鏈接選項(xiàng)

在使用評估板之前，需要設(shè)置鏈接選項(xiàng)。不同的鏈接選項(xiàng)具有不同的功能，例如 SL1 可選擇將 ADP7102 的 5 V 輸出連接到 DVDD 軌，或者連接外部 3.3 V 和 5 V 電源到 DVDD 軌，以供應(yīng) AD4110 - 1 的 IOVDD 引腳。默認(rèn)情況下，評估板配置為使用外部 VDD 和 VSS 電源，5 V 電源由板載 LDO 產(chǎn)生。

3.4 LED 指示燈

評估板上有幾個(gè) LED 指示燈，用于指示不同的狀態(tài)。例如，LED1 為綠色，指示 SDP 與評估板的有效連接；LED2 為紅色，指示模擬輸入通道出現(xiàn)錯(cuò)誤或模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）超量程錯(cuò)誤；LED3 為綠色，指示評估板有 5 V 電源供應(yīng)。

由于調(diào)用豆柴文檔搜索時(shí)超時(shí)，未能獲取到“電子工程師在配置EVAL - AD4110 - 1SDZ評估板鏈接選項(xiàng)時(shí)的常見問題及解決方法”的相關(guān)內(nèi)容。不過我們可以繼續(xù)對評估板的軟件部分進(jìn)行介紹。

4. 評估板軟件快速啟動步驟

4.1 評估板上電

• 安裝 EVAL - AD4110 - 1SDZ 軟件，安裝完成后重啟 PC。
• 將 SDP - B 板連接到評估板，并使用塑料螺絲和墊圈固定。
• 向評估板的電源連接器施加 ±12 V 到 ±20 V 的外部電壓。
• 使用 USB 電纜將 SDP - B 板連接到 PC。
• 從開始菜單選擇 Programs > Analog Devices > AD4110 - 1_SDZ，然后選擇 AD4110 - 1，打開軟件主窗口。
• 在主窗口菜單欄中選擇所需的演示模式配置，演示模式寄存器配置文件將自動下載到 AD4110 - 1。
• 連接所需的傳感器，點(diǎn)擊 Sample 顯示采集的傳感器信號波形。

4.2 軟件安裝

軟件安裝分為兩個(gè)步驟：評估板軟件安裝和 SDP - B 板驅(qū)動安裝。安裝評估軟件前，不要將評估板和 SDP - B 板連接到 PC 的 USB 端口，以確保連接時(shí)評估系統(tǒng)能被成功識別。

4.2.1 評估板軟件安裝

• 確保 SDP - B 板與 PC 的 USB 端口斷開連接，解壓評估軟件壓縮文件。
• 雙擊 setup.exe 文件開始安裝，根據(jù)提示操作，包括選擇安裝位置、接受許可協(xié)議等。

4.2.2 SDP - B 板驅(qū)動安裝

評估軟件安裝完成后，會顯示 SDP - B 板驅(qū)動安裝的歡迎窗口。按照提示選擇驅(qū)動安裝位置，完成安裝后重啟 PC。

5. 評估板軟件介紹

5.1 硬件和驅(qū)動安裝

安裝評估板硬件和驅(qū)動時(shí)，需要先完成軟件安裝，然后按照前面介紹的上電步驟給評估板上電。確保 SDP - B 板通過 USB 電纜連接到評估板和 PC，可以通過 PC 的設(shè)備管理器檢查 SDP - B 板是否正確連接。

5.2 軟件啟動

點(diǎn)擊開始菜單，依次選擇 All Programs、Analog Devices、AD4110 - 1_ SDZ，然后選擇 AD4110 - 1 啟動軟件。如果啟動時(shí)評估系統(tǒng)未連接到 USB 端口，會顯示連接錯(cuò)誤提示，按照提示連接評估板并重新掃描即可。

5.3 評估軟件主窗口

5.3.1 主窗口概述

主窗口顯示了 AD4110 - 1 評估板軟件的重要控制按鈕和指示器。通過演示模式可以自動配置 AD4110 - 1 設(shè)備以連接不同的傳感器，主窗口的功能會根據(jù)所選的演示模式進(jìn)行調(diào)整?？捎玫难菔灸Ｊ桨?±10 V 傳感器、4 mA 到 20 mA 變送器、需要現(xiàn)場電源的 4 mA 到 20 mA 變送器、熱電偶和 3 線 RTD。

5.3.2 各模式介紹

• 電壓模式：點(diǎn)擊 Sample 開始采樣，捕獲的數(shù)據(jù)將顯示在波形圖中?？梢酝ㄟ^采樣模式下拉菜單選擇單次捕獲或連續(xù)采樣，還可以設(shè)置每次捕獲的樣本數(shù)量。波形圖可以顯示所有啟用通道的樣本，通過圖例可以取消顯示不需要的通道。錯(cuò)誤狀態(tài)窗格中的 LED 圖標(biāo)指示 ADC 或 AFE 錯(cuò)誤，點(diǎn)擊 View AFE Error Status 可以查看詳細(xì)狀態(tài)。圖形選項(xiàng)窗格可以設(shè)置 Y 軸和 X 軸的縮放功能。
• 直方圖模式：該模式下的圖形繪制代碼與出現(xiàn)次數(shù)的關(guān)系，可用于測試 ADC 的代碼分布。DC 分析窗格顯示直方圖分析結(jié)果，包括均值、最大值、最小值以及相應(yīng)的峰 - 峰值和均方根噪聲值。分析參數(shù)窗格可以選擇分析的通道和數(shù)據(jù)集。
• 熱電偶模式：選擇熱電偶演示模式后，波形顯示的 y 軸單位自動變?yōu)闇囟龋〝z氏度）?？梢匝a(bǔ)償任何直流偏移，通過下拉菜單選擇熱電偶類型，使用數(shù)字溫度傳感器進(jìn)行冷端補(bǔ)償。
• RTD 模式：選擇 RTD 模式后，波形顯示的 y 軸單位自動變?yōu)闇囟龋〝z氏度）。同樣可以補(bǔ)償直流偏移，根據(jù)連接的 RTD 傳感器類型選擇相應(yīng)的溫度系數(shù)來計(jì)算顯示的溫度。
• 電流模式：選擇 4 - 20 mA 模式后，波形顯示的 y 軸單位自動變?yōu)殡娏鳎ò才啵?。AD4110 - 1 可以為連接在 AIN(+) 和 AIN(?) 引腳之間的電流輸出傳感器提供電源，用戶可以選擇使用內(nèi)部或外部傳感電阻，并設(shè)置電阻值。

5.4 寄存器手動配置

可以通過 AD4110 - 1 寄存器接口窗口手動配置寄存器。啟動 Configure Registers 窗口時(shí)，AFE、ADC 和 ADC 偏移/增益寄存器的內(nèi)容會自動更新。選擇所需的選項(xiàng)卡并手動更改寄存器設(shè)置，完成后點(diǎn)擊 Write Changes 更新所有設(shè)備寄存器，或者點(diǎn)擊 Cancel 不保存更改返回主軟件分析窗口。還可以通過 Update Single AFE Register 窗格單獨(dú)更新一個(gè)寄存器。配置完成后，可以將新的配置保存到文件中供以后使用。

6. 上電默認(rèn)操作模式

AD4110 - 1 的輸入引腳 AIN(+) 和 AIN(?) 可以配置為電壓或電流輸入。出廠默認(rèn)操作模式為電流模式，上電時(shí)，AD4110 - 1 接受輸入電流并通過低阻抗感測電阻進(jìn)行測量?？梢酝ㄟ^主窗口菜單選擇 No Power Supply Mode 選項(xiàng)來更改默認(rèn)的“無電源模式”操作模式為電流模式或電壓模式，重置后 AD4110 - 1 將默認(rèn)使用所選模式。

7. 注意事項(xiàng)

EVAL - AD4110 - 1SDZ 是靜電放電（ESD）敏感設(shè)備，盡管產(chǎn)品具有專利或?qū)Ｓ?a href="http://m.sdkjxy.cn/tags/保護(hù)電路/" target="_blank">保護(hù)電路，但高能量 ESD 仍可能導(dǎo)致設(shè)備損壞，因此需要采取適當(dāng)?shù)?ESD 預(yù)防措施。同時(shí)，使用評估板需要遵守相關(guān)的法律條款和條件，包括許可使用范圍、保密要求、限制使用等。

電子工程師們在使用 EVAL - AD4110 - 1SDZ 評估板時(shí)，需要仔細(xì)閱讀文檔，按照步驟進(jìn)行硬件和軟件的配置和操作，以充分發(fā)揮評估板的性能，為工業(yè)過程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)提供有力支持。大家在使用過程中遇到過哪些有趣的問題或者有什么獨(dú)特的經(jīng)驗(yàn)?zāi)?？歡迎在評論區(qū)分享。