RedLab 1408FS
Analoges und digitales USB-E/A-Modul
Bedienungsanleitung
Ausgabe 1.1 D, August 2007
Impressum
Handbuch RedLab® Serie
Ausgabe 1.1 D
Ausgabedatum: August 2007
Meilhaus Electronic GmbH
Fischerstraße 2
D-82178 Puchheim bei München, Germany
http://www.meilhaus.de
© Copyright 2007 Meilhaus Electronic GmbH
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Wichtiger Hinweis:
Alle in diesem Handbuch enthaltenen Informationen wurden mit größter Sorgfalt und nach bestem
Wissen zusammengestellt. Dennoch sind Fehler nicht ganz auszuschließen. Aus diesem Grund sieht
sich die Firma Meilhaus Electronic GmbH dazu veranlasst, darauf hinzuweisen, dass sie weder eine
Garantie(abgesehen von den vereinbarten Garantieansprüchen) noch die juristische Verantwortung
oder irgendeine Haftung für Folgen, die auf fehlerhafte Angaben zurückgehen, übernehmen kann.
Für die Mitteilung eventueller Fehler sind wir jederzeit dankbar.
RedLab, ME, Meilhaus und das ME-Logo sind eingetragene Warenzeichen von Meilhaus Electronic.
Die Marke Personal Measurement Device, TracerDAQ, Universal Library, InstaCal, Harsh
Environment Warranty, Measurement Computing Corporation und das Logo von Measurement
Computing sind entweder Marken oder eingetragene Marken der Measurement Computing
Corporation.
PC ist eine Marke der International Business Machines Corp. Windows, Microsoft und Visual Studio
sind entweder Marken oder eingetragene Marken der Microsoft Corporation. LabVIEW ist eine Marke
von National Instruments. Alle anderen Maren sind Eigentum der betreffenden Besitzer.
3
Inhaltsverzeichnis
Einleitung
Über diese Bedienungsanleitung ........................................................................................................6
Was können Sie in dieser Bedienungsanleitung erfahren...................................................................................6
In dieser Bedienungsanleitung verwendete Hinweise ........................................................................................6
Wo finden Sie weitere Informationen.................................................................................................................6
Kapitel 1
Vorstellung des RedLab 1408FS .........................................................................................................7
Blockschaltbild des RedLab 1408FS..................................................................................................................8
Bestandteile der Software...................................................................................................................................8
Der einfache Anschluss des RedLab 1408FS an Ihren Computer......................................................................9
Kapitel 2
Installation des RedLab 1408FS ........................................................................................................10
Was ist im Lieferumfang des RedLab 1408FS enthalten?................................................................................10
Hardware .........................................................................................................................................................................10
Software und Dokumentation ..........................................................................................................................................10
Auspacken des RedLab 1408FS.......................................................................................................................11
Installation der Software...................................................................................................................................11
Installation der Hardware .................................................................................................................................11
Kapitel 3
Funktionale Details .............................................................................................................................13
Modi zur Erfassung analoger Signale...............................................................................................................13
Softwaregetakteter Modus ...............................................................................................................................................13
Kontinuierlicher Abfragemodus.......................................................................................................................................13
Externe Komponenten......................................................................................................................................13
USB-Anschluss................................................................................................................................................................14
LED .................................................................................................................................................................................14
Verkabelung der Schraubklemmen..................................................................................................................................14
Hauptverbindung und Anschlussbelegung.......................................................................................................................15
Analoge Eingänge (CH0 IN bis CH7 IN) ........................................................................................................................16
Analoge Ausgänge (D/A OUT 0 und D/A OUT 1)..........................................................................................................19
Digitale E/A-Anschlüsse (Ports A0 bis A7 und B0 bis B7).............................................................................................19
Stromanschlüsse...............................................................................................................................................................20
Kalibrierungsanschluss ....................................................................................................................................................21
Massekontakte .................................................................................................................................................................21
Anschluss für externen Trigger........................................................................................................................................21
SYNC-Anschluss.............................................................................................................................................................21
Zähleranschluss................................................................................................................................................................21
Genauigkeit.......................................................................................................................................................22
Kanalliste des RedLab 1408FS.........................................................................................................................24
Synchronisierung mehrerer Geräte...................................................................................................................25
Kapitel 4
Spezifikationen....................................................................................................................................26
Analoge Eingänge.............................................................................................................................................26
Analoge Ausgänge............................................................................................................................................28
Digitale Eingänge/Ausgänge ............................................................................................................................28
Externer Trigger ...............................................................................................................................................29
Eingang/Ausgang für externen Taktgeber........................................................................................................29
Zähler................................................................................................................................................................30
Permanenter Speicher.......................................................................................................................................30
4
Bedienungsanleitung des RedLab 1408FS Über diese Bedienungsanleitung
Microcontroller.................................................................................................................................................30
Stromversorgung ..............................................................................................................................................30
Allgemeines......................................................................................................................................................31
Umgebungsanforderungen................................................................................................................................31
Mechanische Eigenschaften..............................................................................................................................31
Hauptverbindung und Anschlussbelegung .......................................................................................................31
Differentieller Modus mit 4 Kanälen...............................................................................................................................32
Single-Ended-Modus mit 8 Kanälen................................................................................................................................32
5
Einleitung
Über diese Bedienungsanleitung
Was können Sie in dieser Bedienungsanleitung erfahren
Diese Bedienungsanleitung erläutert, wie Sie den RedLab 1408FS installieren, konfigurieren und verwenden,
um den gesamten Funktionsumfang der USB-Datenerfassung in Anspruch nehmen zu können.
In diesem Benutzerhandbuch finden Sie auch Verweise auf weiterführende Dokumente und auf Ressourcen für
technischen Support.
In dieser Bedienungsanleitung verwendete Hinweise
Weitere Informationen zu…
Umrahmter Text enthält zusätzliche Informationen und nützliche Hinweise zu dem jeweiligen Thema.
Vorsicht! Grau unterlegte Vorsichtshinweise sollen ihnen dabei helfen, dass Sie weder sich selbst noch
andere verletzen, Ihre Hardware nicht beschädigen und keine Daten verlieren.
<#:#>
Fetter Text Fett gedruckt sind Bezeichnungen von Objekten auf dem Bildschirm wie
Kursiver Text Kursiv gedruckt werden die Bezeichnungen von Anleitungen und Hilfethemen, aber
Spitze Klammern, in denen durch einen Doppelpunkt getrennte Zahlen stehen,
kennzeichnen einen Zahlenbereich (z.B. zu einem Register zugeordnete Werte, BitEinstellungen usw.).
Schaltflächen, Textfelder und Kontrollkästchen. Zum Beispiel:
1. Legen Sie die Diskette oder CD ein und klicken Sie auf OK.
auch Wörter oder Satzteile, die besonders hervorgehoben werden sollen. Z. B.:
Das Installationsverfahren für InstaCal® wird im Schnellstarthandbuch erläutert.
Berühren Sie niemals die freiliegenden Stifte oder Verbindungen auf der Platine.
Wo finden Sie weitere Informationen
Die folgenden elektronischen Dokumente enthalten nützliche Informationen zum RedLab 1408FS.
Das Schnellstarthandbuch finden Sie im Wurzelverzeichnis der RedLab-CD.
Die Anleitungen zum Anschluss der Signale finden Sie auf CD unter „ICalUL\Documents“.
Die Benutzeranleitung für die Universal Library finden Sie auf CD unter „ICalUL\Documents“.
Die Funktionsbeschreibung für die Universal Library finden Sie auf CD unter „ICalUL\Documents“.
Die Benutzeranleitung für die Universal Library für LabVIEW™ finden Sie auf CD unter
„ICalUL\Documents“
6
Kapitel 1
Vorstellung des RedLab 1408FS
Diese Bedienungsanleitung enthält alle Informationen, die Sie zur Verbindung des RedLab 1408FS mit Ihrem
Computer und mit den zu messenden Signalen benötigen.
Das RedLab 1408FS ist ein Full-Speed USB-2.0-Gerät und wird von Microsoft® Windows® 98 (zweite
Ausgabe), Windows ME, Windows 2000 und Windows XP unterstützt. Es wurde auf seine vollständige
Kompatibilität mit USB-1.1- und USB-2.0-Ports geprüft.
Lesen Sie bitte den Hinweis „Achten Sie darauf, dass Sie die aktuellste Systemsoftware verwenden“ in Kapitel
2 „Installation des RedLab 1408FS“, um sicherzugehen, dass Sie die neuesten USB-Treiber nutzen.
Das RedLab 1408FS verfügt über acht analoge Eingänge, zwei analoge 12-Bit-Ausgänge, 16 digitale E/AVerbindungen und einen externen 32-Bit-Ereigniszähler.
Die analogen Eingänge des RedLab 1408FS lassen sich per Software als single-ended 13-Bit-Eingänge oder als
differentielle 14-Bit Eingänge konfigurieren. 16 digitale E/A-Leitungen können als zwei 8-Bit Ports portweise
als Eingang oder Ausgang definiert werden.
Mit einem 32-Bit-Zähler können TTL-Impulse gezählt werden.
Eine SYNC-Eingangs-/Ausgangsleitung (Synchronisierung) ermöglicht Ihnen, am Eingang eines USB-Moduls
analoge Daten vom Taktausgang eines anderen Moduls zu erfassen.
Das RedLab 1408FS wird über den USB-Anschluss Ihres Computers mit +5 Volt betrieben. Es ist keine externe
Stromversorgung erforderlich.
Abbildung 1-1 zeigt den RedLab 1408FS. Die E/A-Verbindungen erfolgen über die Steckfahnen an beiden
Seiten des Geräts.
Abb. 1-1. RedLab 1408FS
7
Bedienungsanleitung des RedLab 1408FS Vorstellung des RedLab 1408FS
Blockschaltbild des RedLab 1408FS
Das nachfolgende Blockschaltbild zeigt alle Funktionen des RedLab 1408FS.
USB
mit Full-Speed
USB 2.0
kompatible
Schnittstelle
E/A-Anschlüsse auf Schraubklemme
Port A
DIO
Port B
SYNC
TRIG_IN
16
8
USB
Microcontroller
SPI
Abb. 1-2. Funktionsdiagramm des RedLab 1408FS
Analoger Eingang
8 Single-Ended-Kanäle
(13 Bit)
oder
4 differentielle Kanäle
(14 Bit)
Analoger Ausgang
2 Kanäle
(12 Bit)
32-Bit
Ereigniszähler
E/A-Anschlüsse auf Schraubklemme
8
2
1
Bestandteile der Software
Informationen über InstaCal (Installations-, Kalibrier- und Testprogramm) sowie über weitere Software, die
sich im Lieferumfang des RedLab 1408FS befindet, finden Sie im Schnellstarthandbuch, das Sie als PDF-Datei
im Wurzelverzeichnis der CD finden.
8
Bedienungsanleitung des RedLab 1408FS Vorstellung des RedLab 1408FS
Der einfache Anschluss des RedLab 1408FS an Ihren Computer
So einfach war die Installation eines Geräts zur Datenerfassung noch nie.
Das RedLab 1408FS benutzt HID-Treiber von Microsoft. Diese Treiber sind in allen Windows-Versionen
enthalten, die USB-Anschlüsse unterstützen. Wir verwenden die Microsoft-Treiber, weil sie weit verbreitet
sind und Ihnen die vollständige Kontrolle über Ihr Gerät und besonders hohe Datenübertragungsraten für
den RedLab 1408FS ermöglichen. Es werden keine Treiber anderer Hersteller benötigt.
Das RedLab 1408FS ist vollständig plug&play-fähig. Sie brauchen keine Jumper setzen, DIP-Schalter
einzustellen oder Unterbrecher zu konfigurieren.
Sie können den RedLab 1408FS vor oder nach der Installation der Software anschließen und brauchen
Ihren Computer vorher nicht herunterzufahren. Wenn Sie ein HID mit Ihrem System verbinden, erkennt es
Ihr Computer automatisch und konfiguriert die erforderliche Software. Über einen USB-Hub können Sie
mehrere HID-Peripheriegeräte an Ihr System anschließen und mit Strom versorgen.
Sie können Ihr System über ein standardmäßiges 4-adriges Kabel mit verschiedenen Geräten verbinden.
Der USB-Anschluss ersetzt die seriellen und parallelen Anschlüsse durch eine einzige, standardisierte
Plug&Play-Kombination.
Sie brauchen kein separates Netzteil. Über USB wird der Strom automatisch an alle mit Ihrem System
verbundenen Peripheriegeräte geleitet.
Der Datenstrom erfolgt über die USB-Verbindung in beiden Richtungen zwischen einem Computer und
dem Peripherie-Gerät.
Achten Sie darauf, dass Sie die neuesten Windows Updates für Ihren USB-Treiber installiert haben,
insbesondere „XP Hotfix KB822603“. Weitere Informationen finden Sie in dem Abschnitt „Achten Sie darauf,
dass Sie die aktuellste Systemsoftware benutzen“ auf Seite 11
9
Kapitel 2
Installation des RedLab 1408FS
Was ist im Lieferumfang des RedLab 1408FS enthalten?
Achten Sie beim Auspacken des RedLab 1408FS darauf, dass folgende Bestandteile im Paket enthalten sind.
Hardware
RedLab 1408FS
USB-Kabel (2 Meter lang)
Software und Dokumentation
Neben dieser Bedienungsanleitung für die Hardware befindet sich ein Schnellstarthandbuch im
Wurzelverzeichnis der RedLab-CD. Lesen Sie diese Broschüre bitte vollständig durch, bevor Sie die Software
und Hardware installieren.
Das Schnellstart-Handbuch erklärt die Installation und Einsatz der Software, die auf CD mitgeliefert wird.
10
Bedienungsanleitung des RedLab 1408FS Installation des RedLab 1408FS
Auspacken des RedLab 1408FS
Wie bei allen elektronischen Geräten sollten Sie sorgfältig damit umgehen, um Schäden durch statische
Elektrizität zu vermeiden. Erden Sie sich mit einem Erdungsarmband, oder indem Sie einfach das
Computergehäuse oder einen anderen geerdeten Gegenstand berühren, bevor Sie den RedLab 1408FS
auspacken, um aufgestaute statische Energie abzuleiten.
Falls Ihr RedLab 1408FS beschädigt ist, informieren Sie Meilhaus Electronic bitte unverzüglich per Telefon,
Fax oder E-Mail.
Telefon: +49 (0) 89/8901660
Fax: +49 (0) 89/89016628
E-Mail: support@meilhaus.com
Installation der Software
Im Schnellstarthandbuch finden Sie Anleitungen zur Installation der Programme auf der CD.
Installation der Hardware
Achten Sie darauf, dass Sie die aktuellste Systemsoftware verwenden
Überprüfen Sie bitte, bevor Sie das RedLab 1408FS anschließen, dass Sie die neueste Version der USB-Treiber
benutzen.
Downloaden und installieren Sie zunächst die letzten Aktualisierungen von Microsoft Windows, bevor Sie das
RedLab 1408FS installieren. Falls Sie Windows XP verwenden, benötigen Sie XP Hotfix KB822603. Mit
dieser Aktualisierung soll ein schwerwiegender Fehler in Usbport.sys behoben werden, der beim Betrieb von
USB-Geräten auftrat. Sie können dafür Windows Update ausführen oder die Aktualisierung von
http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?familyid=733dd867-56a0-4956-b7fee85b688b7f86&displaylang=de herunterladen. Weitere Informationen finden Sie in der Microsoft Knowledge
Base im Artikel „Verfügbarkeit der Aktualisierung für USB 1.1 and 2.0 für Windows XP SP1“ unter
support.microsoft.com/?kbid=822603.
Um den RedLab 1408FS an Ihr System anzuschließen, schalten Sie Ihren Computer ein und verbinden Sie das
USB-Kabel mit einem USB-Anschluss des Computers oder mit einem externen USB-Hub, der mit Ihrem
Computer verbunden ist. Über das USB-Kabel wird das RedLab 1408FS mit Strom und Daten versorgt.
Wenn Sie das RedLab 1408FS zum ersten Mal anschließen, öffnen sich mehrere Popup-Fenster (Windows XP)
oder Dialoge (bei anderen Windows-Versionen) mit der Angabe
Hardwarekomponente gefunden), sobald das RedLab 1408FS von Ihrem Computer erkannt wird.
Found New Hardware (Neue
Es ist normal, dass sich beim ersten Anschluss des RedLab 1408FS mehrere Dialogfenster öffnen.
11
Bedienungsanleitung des RedLab 1408FS Installation des RedLab 1408FS
Im letzten Popup-Fenster oder Dialog steht „Die neue Hardware wurde installiert und kann jetzt verwendet
werden.“. Die LED am RedLab 1408FS sollte jetzt aufblinken und dann kontinuierlich leuchten. Dadurch wird
angezeigt, dass zwischen dem RedLab 1408FS und Ihrem Computer eine Verbindung besteht.
An die meisten Computern können Sie bis zu zwei RedLab 1408FS anschließen. Falls Sie mehr als zwei
RedLab 1408FS benötigen, wenden Sie sich bitte an den technischen Kundendienst (Tel: +49-(0)89-8901660,
Fax: +49-(0)89-89016628 oder E-Mail: support@meilhaus.com).
Vorsicht! Trennen Sie kein Gerät vom USB-Bus, während der Computer mit dem RedLab 1408FS Daten
austauscht, da Sie sonst Daten verlieren und/oder nicht mehr mit dem RedLab 1408FS kommunizieren
könnten.
Wenn die LED erlischt
Wenn die LED leuchtet und dann ausgeht, wurde die Kommunikation zwischen Computer und RedLab 1408FS
abgebrochen. Um die Verbindung wieder aufzunehmen, entfernen Sie das USB-Kabel vom Computer und
stecken es dann wieder ein. Jetzt sollte die Kommunikation wieder funktionieren und die LED leuchten.
12
Kapitel 3
Funktionale Details
Modi zur Erfassung analoger Signale
Das RedLab 1408FS kann analoge Eingangsdaten in zwei unterschiedlichen Modi erfassen: softwaregetaktet
und mit kontinuierlicher Abfrage.
Softwaregetakteter Modus
Im softwaregetakteten Modus können Sie jeweils ein analoges Signal erfassen. Die A/D-Wandlung wird über
einen Softwarebefehl gestartet. Der analoge Wert wird gewandelt und an den Computer übergeben. Sie können
diesen Vorgang so lange fortsetzen, bis Sie alle gewünschten Signale eines Kanals verarbeitet haben.
Die maximale Abfragerate hängt im softwaregetakteten Modus vom jeweiligen System ab.
Kontinuierlicher Abfragemodus
Im kontinuierlichen Abfragemodus können Sie Daten von bis zu acht Kanälen erfassen. Die analogen Daten
werden so lange kontinuierlich abgefragt, gewandelt und in einen integrierten FIFO-Puffer geschrieben, bis Sie
den Vorgang anhalten. Die einzelnen Daten werden blockweise in den FIFO-Puffer des RedLab 1408FS und
dann in den Pufferspeicher Ihres Computers übertragen.
Die maximale kontinuierliche Abfragerate von 48kS/s gilt für alle Kanäle zusammen. Das heißt, insgesamt kann
die Erfassungsrate 48kS/s nicht überschreiten. Sie können also Daten von einem Kanal mit 48kS/s erfassen oder
von zwei Kanälen mit jeweils 24kS/s oder von vier Kanälen mit jeweils 12kS/s. Die kontinuierliche Abfrage
kann entweder über einen Softwarebefehl oder über einen externen Hardware-Trigger ausgelöst werden.
Externe Komponenten
Das RedLab 1408FS verfügt wie in Abbildung 3-1 gezeigt über die folgenden externen Komponenten.
USB-Anschluss
LED
Klemmreihen (2)
Schraubklemmen
21 bis 40
LED
Schraubklemmen
1 bis 20
USB-Anschluss
Abb. 3-1. Externe Komponenten des RedLab 1408FS
13
Bedienungsanleitung des RedLab 1408FS Funktionale Details
USB-Anschluss
Der USB-Anschluss befindet sich auf der rechten Seite des RedLab 1408FS. Über diesen Anschluss wird das
Gerät mit Strom (+5 V) und Daten versorgt. Die Spannung am USB-Anschluss hängt vom genutzten System ab
und beträgt eventuell weniger als 5 V. Es ist keine externe Stromversorgung erforderlich.
LED
Die LED auf der Vorderseite des Gehäuses zeigt den Verbindungsstatus des RedLab 1408FS an. Sie benötigt
eine Stromstärke von bis zu 5 mA und kann nicht deaktiviert werden. In Tabelle 3-1 finden Sie Angaben zur
LED-Anzeige des RedLab 1408FS.
Tabelle 3-1. LED-Anzeige
LED-Anzeige Bedeutung
Leuchtet grün Das RedLab 1408FS ist an einen Computer oder externen USB-Hub
angeschlossen.
Blinkt kontinuierlich Daten werden übertragen.
Verkabelung der Schraubklemmen
Das RedLab 1408FS verfügt über zwei Klemmreihen, eine Reihe am oberen Gehäuserand und eine am unteren
Rand. Jede Reihe besteht aus 20 Anschlüssen. Abbildung 3-2 zeigt die Nummerierung der Klemmen.
Anschluss 1 Anschluss 20
Anschluss 21Anschluss 40
Abb. 3-2. Anschlussbelegung des RedLab 1408FS
Schraubklemmen 1-20
Die Anschlüsse am oberen Rand des RedLab 1408FS (Klemmen 1 bis 20):
Acht analoge Eingänge (
Zwei analoge Ausgänge (
Eine externe Triggerquelle (
CH0 IN bis CH7 IN)
D/A OUT 0 bis D/A OUT 1)
TRIG_IN)
Ein SYNC-Anschluss für die externe Taktgebung und Synchronisierung mehrerer Module (
Ein Referenzspannungs-Ausgang +2,5V (
CAL)
14
SYNC)
Bedienungsanleitung des RedLab 1408FS Funktionale Details
Fünf analoge Massekontakte (AGND)
Ein Massekontakt (
Ein Anschluss für den externen Ereigniszähler (
GND)
CTR)
Schraubklemmen 21-40
Die Anschlüsse am unteren Rand des RedLab 1408FS (Klemmen 21 bis 40):
16 digitale E/A-Verbindungen (
Ein Stromanschluss (
Drei Massekontakte (
PC +5 V)
GND)
Ports A0 bis A7 und B0 bis B7)
Hauptverbindung und Anschlussbelegung
Anschlussart Schraubklemmen
Leitungsquerschnitt AWG 16 bis 30
Anschlussbelegung im
Single-Ended-Modus mit 8 Kanälen
AGND
AGND
CH7 IN
CH6 IN
AGND
CH5 IN
CH4 IN
AGND
CH3 IN
CH2 IN
20 CTR
19 SYNC
18 TRIG IN
17 GND
16 CAL1514 D/A OUT 1
13 D/A OUT 012111098765
4
3AGND
2CH1 IN
1CH0 IN
15
GND 40
Port B7 39
Port B6 38
Port B5 37
Port B4 36
GND 31
PC +5 V 30
GND 29
Port B3 35
Port B2 34
Port B1 33
Port A7 28
Port B0 32
Port A6 27
Port A5 26
Port A4 25
Port A3 24
Port A2 23
Port A1 22
Port A0 21
Bedienungsanleitung des RedLab 1408FS Funktionale Details
Anschlussbelegung im
differentiellen Modus mit 4 Kanälen
AGND
AGND
CH3 IN LO
CH3 IN HI
AGND
CH2 IN LO
20 CTR
19 SYNC
18 TRIG IN
17 GND
16 CAL1514 D/A OUT 1
13 D/A OUT 01211109
8
7CH2 IN HI
6AGND
5CH1 IN LO
4CH1 IN HI
3AGND
2CH0 IN LO
1CH0 IN HI
GND 40
Port B7 39
Port B6 38
Port B5 37
Port B4 36
GND 31
PC +5 V 30
GND 29
Port B3 35
Port B2 34
Port B1 33
Port A7 28
Port B0 32
Port A6 27
Port A5 26
Port A4 25
Port A3 24
Port A2 23
Port A1 22
Port A0 21
Analoge Eingänge (CH0 IN bis CH7 IN)
An die Schraubklemmen 1 bis 20 (CH0 IN bis CH7 IN) können Sie bis zu acht analoge Eingangsverbindungen
anschließen. Die Bilder auf Seite 15 zeigen die Positionen dieser Klemmen.
Die analogen Eingangskanäle lassen sich entweder als acht Single-Ended-Kanäle oder als vier differentielle
Kanäle konfigurieren. Im differentiellen Modus haben die analogen Eingänge eine Auflösung von 14 Bit.
Aufgrund von Beschränkungen durch den A/D-Wandler haben die Eingänge im single-ended Modus nur eine
Auflösung von 13 Bit.
Single-Ended-Konfiguration
Wenn alle analogen Eingangskanäle für den Single-Ended-Eingangsmodus konfiguriert sind, stehen acht
analoge Kanäle zur Verfügung. Das Eingangssignal wird auf Masse (GND) bezogen und über zwei Drähte
übertragen:
Der Draht, der das zu messende Signal überträgt, ist mit CH# IN verbunden.
Der zweite Draht ist mit AGND verbunden.
Im Single-Ended-Modus beträgt der Eingangsspannungsbereich ±10 V. Andere Bereiche werden nicht
unterstützt. Abbildung 15 zeigt eine typische massebezogene Messanordnung.
16
Bedienungsanleitung des RedLab 1408FS Funktionale Details
Anschluss 1
CH0
Anschluss 3
GND
Abb. 3-3. Messanordnung bei Single-Ended-Konfiguration
Single-Ended-Messungen mit differentiellen Kanälen
Wenn Sie eine Single-Ended-Messung mit differentiellen Kanälen durchführen wollen, verbinden Sie das
Signal mit dem Eingang „CHn IN HI“ und erden Sie den dazugehörigen Eingang „CHn IN LO“.
Differentielle Konfiguration
Wenn alle analogen Eingangskanäle für den differentiellen Eingangsmodus konfiguriert sind, stehen vier
analoge Kanäle zur Verfügung. Im differentiellen Modus wird das Eingangssignal in Bezug auf den niedrigen
Eingang gemessen.
Das Eingangssignal wird über drei Drähte übertragen:
Der Draht, der das zu messende Signal überträgt, ist mit CH0 IN HI, CH1 IN HI, CH2 IN HI oder CH3 IN
HI verbunden.
Der Draht, der das Referenzsignal überträgt, ist mit CH0 IN LO, CH1 IN LO, CH2 IN LO oder CH3 IN LO
verbunden.
Der dritte Draht ist mit GND verbunden.
An den differentiellen Kanälen ermöglicht ein präziser rauscharmer, programmierbarer Verstärker (PGA) eine
Verstärkung bis zu einem Faktor 20 und einen Auflösungsbereich von bis zu 14 Bit. Im differentiellen Modus
betragen die Eingangsspannungsbereiche ±20 V, ±10 V, ±5 V, ±4 V, ±2,5 V, ±2,0 V, 1,25 V und ±1,0 V.
Für einen linearen Betrieb müssen die folgenden zwei Voraussetzungen erfüllt sein:
Ein analoger Eingang muss gegenüber Masse immer im Bereich -10V bis +20V bleiben.
Die maximale differentielle Spannung pro analogem Eingangspaar darf den ausgewählten
Spannungsbereich nicht überschreiten.
Die Eingangsspannung [Gleichtaktspannung + Signal] des differentiellen Kanals muss im Bereich von
-10 V bis +20 V liegen, um sinnvolle Ergebnisse zu erzielen. Zum Beispiel können Sie an CHHI eine
+4V
CHHI
0V
Gemessenes Signal
CHLO
-4V
+4V
-4V
8V Differenz
±8V
17
Bedienungsanleitung des RedLab 1408FS Funktionale Details
Sinuskurve mit 4 Vpp und an CHLO die gleiche, um 180° versetzte Kurve anlegen. Die Gleichtakt-spannung
beträgt 0 V. Die differentielle Eingangsspannung schwingt zwischen 4 V-(-4 V) = 8 V und
-4 V-4 V = -8V. Beide Werte liegen innerhalb des Bereichs von -10 V bis +20 V und die differentielle
Spannung ist für den Eingangsbereich von ±10 V geeignet (siehe Abb. 3-5).
Abb. 3-5. Beispiel für eine Differenzialspannung: Gleichtaktspannung von 0 V
Wenn Sie die Gleichtaktspannung auf 11 V erhöhen, bleibt die Spannungsdifferenz bei ±8 V. Die Summe aus
Gleichtaktspannung und Signal an den Eingängen liegt jetzt zwar im Bereich von +7 V bis +15 V, doch die
Eingänge selbst erfüllen immer noch die Bedingung von -10 V bis +20 V (siehe Abb. 3-6).
CHHI
+15V
+11V
Gemessenes Signal
±8V
CHLO
8V Differenz
+11V
+7V
Abb. 3-6. Beispiel für eine Differenzialspannung: Gleichtaktspannung von 11 V
Wenn Sie die Gleichtaktspannung auf -7 V senken, bleibt die Spannungsdifferenz ±8 V. Das Ergebnis liegt
jetzt aber nicht mehr im erforderlichen Eingangsspannungsbereich von -10 V bis +20 V. Die Spannung an den
einzelnen Analogeingängen schwingt jetzt zwischen -3V und -11V. Spannungen zwischen -10 V und -3 V
werden verarbeitet, alles unter -10 V wird dagegen gekappt (siehe Abb. 3-7).
CHHI
- 3V
- 7V
- 11V
- 3V
8V Differenz
3V
±7V
Gemessenes Signal
- 7V
CHLO
- 11V
Abb. 3-7. Beispiel für eine differentielle Spannung: Gleichtaktspannung von -7 V
Da die analogen Eingänge auf Signalschwankungen in Bezug auf Masse von -10 V bis +20 V beschränkt sind,
kann bei allen Bereichen außer ±20V für jedes differentielle Signal mit einer Gleichtaktspannung von Null und
Signaleingängen mit dem Maximalwert ein lineares Ausgangssignal erzeugt werden. Der Bereich ±20 V ist eine
Ausnahme. Sie können nicht -20 V an CHHI und 0 V an CHLO anschließen, da dadurch der
Eingangsspannungsbereich überschritten würde.
In Tabelle 3-2 finden Sie einige mögliche Eingangsspannungen und die zu erwartenden Ergebnisse.
18
Bedienungsanleitung des RedLab 1408FS Funktionale Details
Tabelle 3-2. Beispiele für Eingangsspannungen und dazugehörige Ergebnisse
CHHI CHLO Ergebnis
-20 V 0 V Ungültig
-15 V +5 V Ungültig
-10 V 0 V -10 V
-10 V +10 V -20 V
0 V +10 V -10 V
0 V +20 V -20 V
+10 V -10 V +20 V
+10 V 0 V +10 V
+15 V -5 V +20 V
+20 V 0 +20 V
Weitere Informationen zu analogen Signalverbindungen
Weitere Informationen zu digitalen Signalverbindungen und digitalen E/A-Techniken finden Sie auf CD unter
“ICalUL\Documents”.
Analoge Ausgänge (D/A OUT 0 und D/A OUT 1)
An die Klemmen 13 und 14 (D/A OUT 0 und D/A OUT 1) können Sie bis zu zwei analoge Ausgangs-kanäle
anschließen. Die Anschlussdiagramme auf Seite 15 zeigen die Positionen dieser Klemmen.
Die beiden Kanäle können mit jeweils bis zu 10.000 S/s angesteuert werden. Beide Kanäle können gleichzeitig
mit 5.000 Aktualisierungen pro Kanal getaktet werden. Der Ausgangsspannungsbereich von 0 bis 4,096 V
bietet komfortable 1 mV pro LSB, so dass sich die Spannungsniveaus leicht einstellen lassen.
Digitale E/A-Anschlüsse (Ports A0 bis A7 und B0 bis B7)
An die Klemmreihe mit den Klemmen 21 bis 40 können bis zu 16 digitale E/A-Leitungen (Port A0 bis A7
und B0 bis B7) angeschlossen werden. Die Anschlussdiagramme auf Seite 15 zeigen die Positionen dieser
Klemmen. Die einzelnen digitalen Anschlüsse lassen sich als Eingang oder Ausgang konfigurieren.
Wenn die digitalen Anschlüsse als Eingang konfiguriert sind, kann darüber der Zustand der TTL-Eingänge
überwacht werden. In Abbildung 3-8 finden Sie die entsprechende Schaltung und in Abbildung 3-9 eine
schematische Darstellung. Wenn Sie den Schalter auf den +5V-Eingang legen, liest Anschluss A0 WAHR (1).
Wird der Schalter auf GND gestellt, liest Anschluss A0 FALSCH.
19
Bedienungsanleitung des RedLab 1408FS Funktionale Details
Anschluss 40
GND (Masse)
Anschluss 30
PC +5 V)
Anschluss 21
Port A0
Abb. 3-8. Digitale Verbindung von Port A0 zur Erkennung eines Schalterstatus
Port A0
+5V+GND
Abb. 3-9. Erkennung der Schalterstellung durch den digitalen Eingang A0
Weitere Informationen zu digitalen Signalverbindungen
Weitere Informationen zu digitalen Signalverbindungen und digitalen E/A-Techniken finden Sie auf CD unter
“ICalUL\Documents”.
Stromanschlüsse
Der Anschluss PC +5 V (Klemme 30) befindet sich in der unteren Klemmreihe des RedLab 1408FS. Die
Anschlussdiagramme auf Seite 15 zeigen die Position der Klemme. Über diesen Anschluss wird das Gerät vom
USB-Port mit Strom versorgt. Der +5-Volt-Anschluss ist ein Ausgang mit 5 Volt, der vom Host-Computer mit
Strom beliefert wird.
Vorsicht! Die +5-V-Klemme ist ein Ausgang. Schließen Sie daran also kein externes Netzteil an. Sie
könnten den RedLab 1408FS und eventuell auch Ihren Computer beschädigen.
Alle Anschlüsse des RedLab 1408FS zusammen (Stromversorgung, analoge und digitale Ausgänge) können
maximal 420 mA ziehen. Dieser Wert wird von den meisten PCs und USB-Hubs mit eigener Stromver-sorgung
erreicht. Bei über Bus mit Strom versorgten Hubs und Notebook-Computern kann der maximal verfügbare
Ausgangsstrom auf 100 mA begrenzt sein.
Wenn Sie den RedLab 1408FS nur mit Ihrem Computer verbinden, fließt durch den USB-Anschluss bereits ein
Strom von 80 mA. Sobald Sie mit dem RedLab 1408FS Anwendungen ausführen, können die einzelnen DIOBits jeweils bis zu 2,5 mA und die einzelnen analogen Ausgänge bis zu 15 mA ziehen. Der maximale Wert der
+5-V-Spannung, der über die Erfordernisse des RedLab 1408FS hinaus für die externe Nutzung zur Verfügung
20
Bedienungsanleitung des RedLab 1408FS Funktionale Details
steht, entspricht der Differenz zwischen den gesamten Stromanforderungen des RedLab 1408FS (je nach
Anwendung) und der maximal erlaubten Stromaufnahme der PC-Plattform (500 mA bei Desktop-PCs und Hubs
mit eigener Stromversorgung, 100 mA bei über den Bus mit Strom versorgten Hubs und Notebook-Computern).
Wenn an allen Ausgängen der höchstmögliche Ausgangsstrom anliegt, lassen sich die gesamten
Stromanforderungen am +5 V USB-Anschluss des RedLab 1408FS wie folgt berechnen:
(RedLab 1408FS mit 80 mA) + (16 dig. Ausg. mit je 2,5 mA) + (2 an. Ausg. mit je 15 mA) = 150 mA
Bei einer über PC oder Hub mit eigener Stromversorgung laufenden Anwendung beträgt der maximal
verfügbare Überstrom 500 mA - 150 mA = 350 mA. Das ist die höchstmögliche Stromstärke an den
Anschlüssen PC +5 V. Wir empfehlen dringend, diese Maximallast bei Ihren Anwendungen um einen
Sicherheitsfaktor von 20% zu unterschreiten. Ein konservativer, sicherer Höchstwert würde dann im Bereich
von 350 bis 380 mA liegen.
Da Laptop-Computer normalerweise nur einen Wert bis zu 100 mA ausgeben, werden die Anforderungen des
RedLab 1408FS unter Höchstlast eventuell nicht erreicht. In diesem Fall müssen Sie die Belastung der
jeweiligen Anwendung pro Klemme berechnen, um sicherzustellen, dass die maximal zulässige Last nicht
überschritten wird. Die Belastung pro Klemme entspricht dem Quotienten aus den +5 V und dem
Lastwiderstand der jeweiligen Klemme.
Kalibrierungsanschluss
Der CAL-Anschluss (Klemme 16) ist ein +2,5V Referenzspannungs-Ausgang, den Sie nur verwenden sollten,
um den RedLab 1408FS zu kalibrieren. Die Anschlussdiagramme auf Seite 15 zeigen die Position der Klemme.
Die Kalibrierung des RedLab 1408FS erfolgt mit Hilfe von InstaCal.
Massekontakte
Die vier analogen Massekontakte (AGND) bieten für alle Eingangskanäle des RedLab 1408FS eine
gemeinsame Masse. Vier weitere Massekontakte (GND) bieten eine gemeinsame Masse für die Anschlüsse
DIO, TRIG_IN, CTR, SYNC und PC +5V. Die Anschlussdiagramme auf Seite 15 zeigen die Positionen der
AGND- und GND-Klemmen.
Anschluss für externen Trigger
Der Anschluss TRIG_IN (Stift 18) kann auf steigende oder fallende Flanke konfiguriert werden. Die
Anschlussdiagramme auf Seite 15 zeigen die Position der TRIG_IN-Klemme.
SYNC-Anschluss
Der SYNC-Anschluss (Klemme 19) liefert ein bidirektionales E/A-Signal. Sie können ihn für zwei Zwecke
verwenden:
Als Eingang für externen Taktgeber zur externen Ansteuerung der A/D-Umwandlungen. Der SYNC-
Anschluss unterstützt TTL-Eingangssignale bis zu 48 kHz.
Als Ausgang zur Synchronisierung mit einem weiteren USB-Gerät und zur Erfassung von Daten aus 16
Kanälen.
Die Anschlussdiagramme auf Seite 15 zeigen die Position der Klemme. Weitere Informationen finden Sie auf
Seite 3-12.
Zähleranschluss
Der CTR-Anschluss (Klemme 20) ist der Eingang für den externen 32-Bit-Ereigniszähler. Die
Anschlussdiagramme auf Seite 15 zeigen die Position der Klemme. Der interne Zähler zählt einen Schritt
21
Bedienungsanleitung des RedLab 1408FS Funktionale Details
weiter, sobald der TTL-Pegel von niedrig auf hoch wechseln. Der Zähler kann Frequenzen bis zu 1 MHz
erfassen.
Genauigkeit
Die Genauigkeit der einzelnen Messinstrumente wird durch die Fehlerbedingungen des Systems eingeschränkt.
Oftmals wird die Auflösung falsch eingesetzt, um die Leistung eines Instruments zu bewerten. Auch wenn „14
Bit“ oder „1 aus 16383“ Genauigkeitswerte darstellen, sagen sie doch recht wenig über die Qualität einer
absoluten Messung aus. Angaben zur Genauigkeit müssen die tatsächlichen Ergebnisse wiedergeben, die mit
einem Messgerät erreichbar sind.
Die Genauigkeit eines Messsystems kann durch drei Fehlertypen beeinträchtigt werden:
Nullpunktfehler
Verstärkungsfehler
Nichtlinearität.
Die hauptsächlichen Fehlerquellen im RedLab 1408FS sind Nullpunkt- und Verstärkungsfehler. Nichtlinearität
nimmt als Fehlerquelle im RedLab 1408FS eine deutlich geringere Bedeutung ein.
Abbildung 3-10 zeigt eine ideale, fehlerfreie Übertragungsfunktion des RedLab 1408FS. Die typische
kalibrierte Genauigkeit des RedLab 1408FS hängt, wie im Kapitel „Spezifikationen“ erläutert, vom jeweiligen
Messbereich ab. Als Beispiel für die zu erwartenden Ergebnisse bei einer Messung verwenden wir hier den
Bereich ±10 V.
Eingangsspannung
+FS
Ausgangscode
0
8192
-FS
16383
Abb. 3 10. Ideale ADC-Übertragungsfunktion
Der Nullpunktfehler des RedLab 1408FS wird in der Mitte der Skala gemessen. Idealerweise sollte ein
spannungsfreier Eingang einen Ausgangscode von 8192 erzeugen. Jede Abweichung von diesem Wert ist ein
Nullpunktfehler. Abbildung 3-11 zeigt die Übertragungsfunktion des RedLab 1408FS mit einem
Nullpunktfehler. Im Bereich von ±10 V beträgt der typische Nullpunktfehler ±2,44 mV. Ein Nullpunktfehler
beeinflusst alle Codes gleichmäßig, indem die gesamte Übertragungsfunktion entlang der Achse der
Eingangsspannungen nach oben oder unten verschoben wird.
22
Bedienungsanleitung des RedLab 1408FS Funktionale Details
Die Angaben in Abbildung 3-11 dienen der Klarstellung und sind nicht maßstabgerecht.
Eingangsspannung
+FS
Ideal
Nullpunktfehler=2,44mV
0
Tatsächlich
2
8192
2,44mV
Ausgangscode
16383
-FS
Abb. 3 11. ADC-Übertragungsfunktion mit Nullpunktfehler
Ein Verstärkungsfehler verändert die Steigung der Übertragungsfunktion gegenüber dem Idealwert und wird
typischerweise in Prozent des Maximalwerts angegeben. Abbildung 3-12 zeigt die Übertragungsfunktion des
RedLab 1408FS mit einem Verstärkungsfehler. Der Verstärkungsfehler kann leicht in einen Spannungswert
umgeformt werden, indem die Eingangsspannung am Maximalwert (FS) mit dem Fehlerwert multipliziert wird.
Die Angaben in Abbildung 3-12 dienen der Verdeutlichung und sind nicht maßstabgerecht.
Eingangsspannung
+FS
Ideal
Verstärkungsfehler=+0,02% oder +2 mV
Verstärkungsfehler=-0,02% oder -2 mV
Tatsächlich
Ausgangscode
0
-FS
8192
16383
Abb. 3-12. ADC-Übertragungsfunktion mit Verstärkungsfehler
Das RedLab 1408FS zeigt zum Beispiel in allen Bereichen einen typischen kalibrierten Verstärkungsfaktor von
±0,02% oder ±2 mV. Im Bereich ±10 V ergibt dies 10 V × ±0,02 = ±2 mV. Am Maximalwert würde die
Messung also um 2 mV vom tatsächlichen Wert abweichen, wenn wir den Nullpunktfehler nicht berücksichtigen. Beachten Sie bitte, dass der Verstärkungsfehler als Verhältnis angegeben wird. Werte in der Nähe der
Maxima werden in absoluten Voltzahlen stärker beeinflusst als Werte in der Mitte der Skala, bei denen nur ein
geringer oder gar kein Spannungsfehler zu verzeichnen ist.
23
Bedienungsanleitung des RedLab 1408FS Funktionale Details
Werden diese beiden Fehlerquellen zusammengefasst, entsteht das in Abbildung 3-13 gezeigte Fehlerband für
das RedLab 1408FS im Spannungsbereich ±10 V. Hier finden Sie eine grafische Darstellung der typischen
Genauigkeitswerte des Produkts.
Die Angaben in Abbildung 3-13 dienen der Verdeutlichung und sind nicht maßstabgerecht.
Eingangsspannung
+FS
Ideal +2,44mV + 2 mV
Ideal
Ideal -(2,44mV + 2 mV)
Ideal +2,44mV + 2 mV
Ideal
Ideal -(2,44mV + 2 mV)
2,44mV
0
Abb. 3-13. Fehlerband
8192
-FS
Ausgangscode
16383
Kanalliste des RedLab 1408FS
Mit Hilfe der Kanalliste des RedLab 1408FS können Sie eine Abfragefolge einstellen und die Reihenfolge der
abgefragten Kanäle sowie ihren Abstand festlegen.
Dadurch brauchen Sie keine aufsteigende Kanalsequenz mit festgelegtem Abstand zu verwenden. Die Kanalliste erstellt eine Liste der Kanäle, die in den lokalen Speicher des RedLab 1408FS geschrieben wird. Diese
Liste enthält die Kanalnummern und die jeweiligen Bereiche. In Tabelle 3-3 finden Sie ein Beispiel für eine aus
vier Elementen bestehende Liste.
Tabelle 3-3. Beispiel einer Kanalliste
Element Kanal Bereich
0 CH0 BIP10V
1 CH0 BIP5V
2 CH7 BIP10V
3 CH2 BIP1V
Wenn eine Kanalliste eingerichtet ist, liest das RedLab 1408FS zum Beginn einer Abfrage das erste Element,
stellt die entsprechende Kanalnummer und den dazugehörigen Bereich ein und erfasst ein Signal. Dann werden
die Eigenschaften des nächsten Elements abgerufen und das nächste Signal erfasst. Diese Abfolge setzt sich so
lange fort, bis alle Elemente in der Kanalliste verarbeitet worden sind. Sobald das Ende der Liste erreicht ist,
fängt die Abfrage wieder mit dem ersten Element an.
Dieser Vorgang wiederholt sich so lange, bis die vorgegebene Anzahl an Signalen gesammelt ist. Die Abstände
der Kanäle müssen sorgfältig mit den erwarteten Spannungsbereichen der Kanäle abgeglichen werden, da
andernfalls eine Bereichsüberschreitung auftreten kann. Auch wenn diese Überschreitung den RedLab 1408FS
nicht beschädigt, erzeugt sie doch eine sinnlose Ablesung am Maximalwert. Außerdem kann sie die
Wiederherstellungszeit nach einer Sättigung verlängern, wodurch die nächste Messung beeinträchtigt werden
kann.
24
Bedienungsanleitung des RedLab 1408FS Funktionale Details
Synchronisierung mehrerer Geräte
Die SYNC-Klemmen zweier RedLab 1408FS lassen sich in einer Master/Slave-Konfiguration zusammenschließen, so dass Sie über einen Taktgeber Daten von den analogen Eingängen beider Geräte erfassen können.
Wenn die SYNC-Klemme als Ausgang konfiguriert ist, wird der interne A/D-Takt an den Anschluss übertragen.
Sie können dieses Signal dann als Taktgeber für einen weiteren RedLab 1408FS verwenden, indem Sie den
Ausgang mit der SYNC-Klemme dieses Geräts verbinden.
Als Takteingang kann die SYNC-Klemme in den Modi kontinuierlich oder bedingt betrieben werden.
• Im standardmäßig eingestellten kontinuierlichen Modus ignoriert das RedLab 1408FS den ersten Impuls,
um eine angemessene Einrichtungszeit zu gewährleisten. Dieser Modus ist besonders geeignet, wenn das
Gerät von einem kontinuierlichen Taktgeber, wie z.B. einem Generator angesteuert wird.
• Im bedingten Modus wird davon ausgegangen, dass das Taktsignal für eine bestimmte Zeit aussetzt, damit
die Einrichtung erfolgen kann. Dabei werden keine Impulse ignoriert. Verwenden Sie diesen Modus, wenn
das RedLab 1408FS als Slave eingerichtet ist und der externe Takt von einem anderen RedLab 1408FS
geliefert wird.
Der SYNC-Anschluss (Klemme 19) ist standardmäßig als Taktgeberausgang eingestellt. Um einen MasterRedLab 1408FS mit einem untergeordneten RedLab 1408FS zu synchronisieren und Daten zu erfassen, gehen
Sie bitte entsprechend den folgenden Schritten vor:
.1 Verbinden Sie die SYNC-Klemme des Master-RedLab 1408FS mit der des Slave-RedLab 1408FS.
.2 Führen Sie InstaCal aus.
.3 Doppelklicken Sie in der
als Slave verwenden wollen. Daraufhin öffnet sich das Dialogfenster zur
.4 Markieren Sie in der Dropdown-Liste
Liste der PC-Baugruppen im Hauptfenster von InstaCal auf den RedLab 1408FS, den Sie
Baugruppenkonfiguration.
Ext. Clock Type (Typ des ext. Taktgebers) Gated (bedingt).
.5 Setzen Sie die EXTCLOCK-Option der Universalbibliothek mit cbAInScan()/AInScan, so dass der Slave-RedLab
1408FS einen Takt vom Master-USB-Gerät annehmen kann.
Diese Option von InstaCal hat keinen Einfluss auf die intern getaktete Datenerfassung. Sie gilt nur für Abfragen
über die EXTCLOCK-Option.
Nachfolgend finden Sie ein Beispiel für eine Master/Slave-Konfiguration.
Master
Slave
RedLab 1408FS
PMD-1608FS
SYNC-Stift als
Ausgang konfiguriert
SYNC-Port
Stift 19
Slave
RedLab 1408FS
SYNC-Stift als Eingang
konfiguriert
Setzen Sie die EXTCLOCK-Option der
Universalbibliothek für den Slave
RedLab 1408FS mit
cbAInScan()/AinScan
Abb. 3 14. Konfiguration zur synchronen Datenerfassung
Wenn Sie nur einen RedLab 1408FS nutzen, sollten Sie die EXTCLOCK-Option nur einstellen, wenn Sie für
die A/D-Ansteuerung einen externen Taktgeber verwenden.
25
Kapitel 4
Spezifikationen
Wenn nicht anders angegeben, beträgt die normale Betriebstemperatur 25 °C.
Kursiv gedruckte Spezifikationen sind durch das Design vorgegeben.
Analoge Eingänge
Tabelle 4-1. Spezifikationen der analogen Eingänge
Parameter Zustände Spezifikation
A/D-Wandler Schrittweise Näherung
Eingangsspannungsbereich für linearen Betrieb,
Single-Ended-Modus
Gleichtaktspannungsbereich am Eingang für linearen
Betrieb, differentieller Modus
Absolute maximale Eingangsspannung CHx bis GND max. ±28 V
Eingangsstrom (Hinweis 1)
Anzahl der Kanäle 8 single-ended / 4 differentiell,
Eingangsspannungsbereich,
Single-Ended-Modus
Eingangsspannungsbereich,
differentieller Modus
Kanalliste Bis zu 16 Elemente Kanäle, Bereiche und Abstände
Kalibriergenauigkeit CAL = 2,5 V max. ±36,25 mV
Integraler Linearitätsfehler typ. ±2 LSB (Least Significant Bit)
Differenzieller Linearitätsfehler typ. ±0,5 LSB
Absolute Genauigkeit Langzeit-Drift
(Hinweis 4)
2.5VREF Genauigkeit (Pin 16) max. ±36,25 mV
Triggerquelle
Hinweis 1: Die Eingangsleckstrom ist eine Funktion der an den analogen Eingangskanälen anliegenden
Spannung. Bei einer gegebenen Eingangsspannung V
(8,181*V
-12) µA.
in
CHx bis GND max. ±10 V
CHx bis GND -10 V min, +20 V max
Vin = +10 V 70 µA typ.
Vin = 0 V -12 µA typ.
Vin = -10 V -94 µA typ.
durch Software auswählbar
±10 V, G=2
±20 V, G=1
±10 V, G=2
±5 V, G=4
±4 V, G=5
±2,5 V, G=8
±2,0 V, G=10
±1,25 V, G=16
±1,0 V, G=20
durch Software auswählbar
softwaregetaktet 250S/s, abhängig von PC Datendurchsatz (Hinweis 2)
Kontinuierliche
Abfrage
Differentiell 14 Bit, keine fehlenden Codes Auflösung (Hinweis 3)
Single-Ended 13 Bit
±20V Bereich ±3LSB typ. (delta t = 1000 h)
±4V Bereich ±6LSB typ. (delta t = 1000 h)
±1V Bereich ±8LSB typ. (delta t = 1000 h)
Source 5 mA max. 2.5VREF Ausgangsstrom (Pin 16)
Sink 20 µA min, 100 µA typ
per Software
wählbar
48kS/s
durch Software konfigurierbar
Extern, digital: TRIG_IN
beträgt der Eingangsleckstrom etwa
in
26
Bedienungsanleitung des RedLab 1408FS Spezifikationen
Der maximale Datendurchsatz zum PC-Speicher hängt vom jeweiligen Computer ab. Die angegebenen Werte
gelten nur für Windows XP. Die Maximalwerte auf früheren Betriebssystemen sind eventuell
geringer und müssen durch Tests an Ihrem Computer festgestellt werden.
Der ADS7871-Wandler gibt im Single-Ended-Modus nur 13 Bit (Codes 0-8192) aus.
Durch Extrapolation der Spezifikation für die Langzeitdrift-Genauigkeit erhalten Sie die Langzeitdrift der
dazwischenliegenden Bereiche des RedLab 1408FS.
Tabelle 4 2. Genauigkeit im differentiellen Modus
Bereich Absolute Genauigkeit 25°C (±mV) Absolute Genauigkeit 0..50°C (±mV)
±20 V 10.98 49.08
±10 V 7.32 33.42
±5 V 3.66 20.76
±4 V 2.92 19.02
±2.5 V 1.83 14.97
±2 V 1.70 14.29
±1.25 V 1.21 12.18
±1 V 1.09 11.63
Tabelle 4-3. Genauigkeit im Single-Ended-Modus
Bereich Absolute Genauigkeit 25°C (±mV) Absolute Genauigkeit 0..50°C (±mV)
±10 V 10.98 49.08
Tabelle 4-4. Rauschverhalten im differentiellen Modus
Bereich Typische Zählung Effektivwert für niedrigsten Stellenwert (LSB
±20 V 8 1,21
±10 V 8 1,21
±5 V 9 1,36
±4 V 10 1,51
±2,5 V 12 1,81
±2 V 14 2,12
±1,25 V 18 2,72
±1 V 22 3,33
Tabelle 4-5. Rauschverhalten im Single-Ended-Modus
Bereich Typische Zählung Effektivwert für niedrigsten Stellenwert (LSB)
±10 V 8,0 1,21
rms
)
27
Bedienungsanleitung des RedLab 1408FS Spezifikationen
Analoge Ausgänge
Tabelle 4-8. Spezifikationen der analogen Ausgänge
Parameter Zustände Spezifikation
Auflösung 12 Bit, 1 in 4096
Ausgangsspannungsbereich 0 – 4,096 V, 1 mV pro LSB.
Anzahl der Kanäle 2
Datendurchsatz (Hinweis 4)
Einschalten und
Zurücksetzen
Ausgangsstrom je D/A OUT 15 mA
Flankensteilheit typ. 0,8 V/µs
Der maximale Datendurchsatz zum PC-Speicher hängt vom jeweiligen Computer ab. Die angegebenen Werte
gelten nur für Windows XP. Die Maximalwerte auf früheren Betriebssystemen sind eventuell
geringer und müssen durch Tests an Ihrem Computer festgestellt werden.
Tabelle 4-9. Genauigkeit an analogen Ausgängen - alle Werte sind (±)
softwaregetaktet 250S/s pro Kanal typisch,
von PC abhängig
Ein Kanal, kontinuierliche Abfrage 10kS/s
Zwei Kanäle, kontinuierliche Abfrage,
simultane Aktualisierung
0V, ±20mV typ., (Initialisierung
5kS/s
auf Code 000h)
Bereich Genauigkeit (LSB)
0 - 4,096 V 4,0 typ, 45,0 max
Tabelle 4-10. Genauigkeitswerte an analogen Ausgängen - alle Werte sind (±)
Bereich % des
Maximalwerts (±)
0-4,096 V 0,1 typ, 0,9 max 4,0 typ, 36,0 max 1,0 typ, 9,0 max 4,0 typ, 45,0 max
Verstärkungsfehler am
Maximalwert (±mV)
Offsetfehler (±mV)
(Hinweis 6)
Genauigkeit am
Maximalwert
(±mV)
Negative Abweichungen führen zu einer konstanten Nullpunktabweichung bzw. „Totzone“. In diesem Fall
bewirkt eine Änderung des Eingangscodes von weniger als 0x040 keine entsprechende Antwort
am Ausgang. Der Offsetfehler des RedLab 1408FS ist getestet und spezifiziert bei 0x040Hex.
Digitale Eingänge/Ausgänge
Tabelle 4-11. Spezifikationen der digitalen Eingänge/Ausgänge
Typ CMOS
Anzahl an E/A 16 (Port A0 bis A7 und B0 bis B7)
Konfiguration 2 Reihen zu je 8
Pullup/PulldownWiderstände
Eingangsspannung High 2,0 V min., 5,5 V absolutes Max.
Eingangsspannung Low 0,8 V max., -0,5 V absolutes Min.
Ausgangsspannung High
(IOL = -2,5 mA)
Ausgangsspannung Low
(IOL = 2,5 mA)
Einschalten und
Zurücksetzen
Alle Anschlüsse sind über einen 47-kOhm-Widerstand mit Vs verbunden
(Standard). Pull-down Verbindung gegen Masse ist möglich. Über einen 0-OhmWiderstand wählbar.
min. 3,8 V
max. 0,7 V
Eingang
28
Bedienungsanleitung des RedLab 1408FS Spezifikationen
Externer Trigger
Tabelle 4-12. Spezifikationen des digitalen Triggers
Parameter Zustände Spezifikation
Triggerquelle (Hinweis 6) Extern, digital TRIG_IN
Triggermodus per Software
wählbar
Trigger-Wartezeit max. 10 µs
Dauer des
Triggerimpulses
Eingangsspannung High 4,0 V min., 5,5 V absolutes Max.
Eingangsspannung Low 1,0 V max., -0,5 V absolutes Min.
Eingangsleckstrom ±1,0 µA
min. 1 µs
Flankensensitiv: kann vom Benutzer auf CMOS-kompatible
steigende oder fallende Flanke konfiguriert werden.
TRIG_IN ist ein Schmitt-Trigger-Eingang und mit einem 1,5 kOhm-Widerstand abgesichert.
Eingang/Ausgang für externen Taktgeber
Tabelle 4-13. Spezifikationen des Ein-/Ausgangs für den externen Taktgeber
Parameter Zustände Spezifikation
Bezeichnung der Klemme SYNC
Signaltyp bidirektional
Ausgang (Standardeinstellung) Ausgang für internen A/D-Takt durch Software auswählbare Richtung
Eingang Empfängt A/D-Takt von externer Quelle
Eingangstaktfrequenz max. 48 kHz
Eingangsmodus min. 1 µs Impulsdauer
Ausgangsmodus min. 5 µs
Eingangsleckstrom Eingangsmodus ±1,0 µA
Eingangsspannung High 4,0 V min., 5,5 V absolutes Max.
Eingangsspannung Low 1,0 V max., -0,5 V absolutes Min.
IOH = -2,5 mA min. 3,3 V Ausgangsspannung High (Hinweis 7)
Nulllast min. 3,8 V
IOL = 2,5 mA max. 1,1 V Ausgangsspannung Low (Hinweis 7)
Nulllast max. 0,6 V
SYNC ist ein Schmitt-Trigger-Eingang und mit einem 200-Ohm-Widerstand gegen Überstrom geschützt.
29
Bedienungsanleitung des RedLab 1408FS Spezifikationen
Zähler
Tabelle 4-14. Spezifikationen des Zählers
Bezeichnung der Klemme (Hinweis 8) CTR
Zählertyp Ereigniszähler
Anzahl der Kanäle 1
Eingangstyp TTL, triggert auf steigende Flanke
Eingang CTR Schraubklemme
Auflösung 32 Bit
Schmitt-Trigger-Hysterese 20 mV bis 100 mV
Eingangsleckstrom ±1 µA
Maximale Eingangsfrequenz 1 MHz
Hohe Impulsdauer min. 500 ns
Niedrige Impulsdauer min. 500 ns
Eingangsspannung High 4,0 V min., 5,5 V absolutes Max.
Eingangsspannung Low 1,0 V max., -0,5 V absolutes Min.
CTR ist ein Schmitt-Trigger-Eingang und mit einem 1,5-kOhm-Widerstand abgesichert.
Permanenter Speicher
Tabelle 4-15. Spezifikationen des permanenten Speichers
EEPROM 1.024 Byte
EEPROM-Konfiguration
Adressbereich Zugriff Beschreibung
0x000-0x07F
0x080-0x1FF
0x200-0x3FF
reserviert 128 Byte Systemdaten
Lesen/Schreiben 384 Byte Eichdaten
Lesen/Schreiben 512 Byte Benutzerbereich
Microcontroller
Tabelle 4-16. Spezifikationen für Microcontroller
Typ Hochleistungsfähiger 8-Bit RISC-Microcontroller
Programmspeicher 16.384 Wörter
Datenspeicher 2.048 Byte
Stromversorgung
Tabelle 4-17. Spezifikationen der Stromversorgung
Parameter Zustände Spezifikation
Versorgungsstrom (Hinweis 10) 80 mA
Stromversorgung über +5V USB
(Hinweis 11)
An Hub mit eigener Stromversorgung angeschlossen.
An extern mit Strom versorgten Root-Port-Hub
angeschlossen.
An über Bus mit Strom versorgten Hub
angeschlossen.
An Hub mit eigener Stromversorgung angeschlossen.
An extern mit Strom versorgten Root-Port-Hub
angeschlossen.
An über Bus mit Strom versorgten Hub
angeschlossen.
Das ist die gesamte für den RedLab 1408FS erforderliche Stromstärke einschließlich der bis zu 10 mA für die
Status-LED.
4,5 V min,
5,25 V max
4,1 V min,
5,25 V max
max. 420 mA Ausgangsstrom (Hinweis 12)
max. 20 mA
30
Bedienungsanleitung des RedLab 1408FS Spezifikationen
An einen USB-Hub mit eigenem Netzteil angeschlossene USB-Geräte werden mit bis zu 500 mA versorgt.
Root-Port-Hubs befinden sich im USB-Host-Controller des PCs. Die USB-Anschlüsse Ihres PCs
sind Root-Port-Hubs. Extern mit Strom versorgte Root-Port-Hubs (Desktop-PCs) versorgen ein
USB-Gerät mit bis zu 500 mA. Mit Batterie betriebene Root-Port-Hubs stellen je nach Hersteller
100 mA oder 500 mA zur Verfügung. Ein Beispiel für einen batteriebetriebenen Root-Port-Hub ist
ein Laptop, der nicht an ein externes Netzteil angeschlossen ist.
Über den Bus mit Strom versorgte Hubs erhalten den Strom von einem Hub mit eigener
Stromversorgung oder einem Root-Port-Hub. In diesem Fall beträgt die maximale Stromstärke, die
über den Eingang USB +5 V verfügbar ist, 100 mA. Das Spannungsniveau an USB +5 V kann auf
bis zu 4,1 V absinken.
Das ist der gesamte Strom, der vom Anschluss USB +5 V und den analogen und digitalen Ausgängen gezogen
werden kann.
Allgemeines
Tabelle 4-18. Allgemeine Spezifikationen
Parameter Zustände Spezifikation
Gerätetyp USB 2.0 (Full-Speed)
Kompatibilität USB 1.1, USB 2.0
Umgebungsanforderungen
Tabelle 4-19. Umgebungsanforderungen
Temperaturbereich für Betrieb 0 bis 70 °C
Temperaturbereich für Lagerung -40 bis 70 °C
Luftfeuchtigkeit 0 bis 90% (nicht kondensierend)
Mechanische Eigenschaften
Tabelle 4-20. Mechanische Eigenschaften
Abmessungen 79 mm (L) x 82 mm (B) x 25 mm (H)
Länge des USB-Kabels max. 3 Meter
Länge des Verbindungskabels max. 3 Meter
Hauptverbindung und Anschlussbelegung
Tabelle 4-21. Verbindungsdaten
Anschlussart Schraubklemmen
Leitungsquerschnitt AWG 16 - 30
31
Bedienungsanleitung des RedLab 1408FS Spezifikationen
(
(
Differentieller Modus mit 4 Kanälen
Klemme Signalname Klemme Signalname
1 CH0 IN HI 21 Port A0
2 CH0 IN LO 22 Port A1
3 AGND 23 Port A2
4 CH1 IN HI 24 Port A3
5 CH1 IN LO 25 Port A4
6 AGND 26 Port A5
7 CH2 IN HI 27 Port A6
8 CH2 IN LO 28 Port A7
9 AGND 29 GND
10 CH3 IN HI 30 PC+5V
11 CH3 IN LO 31 GND
12 AGND 32 Port B0
13 D/A OUT 0 33 Port B1
14 D/A OUT 1 34 Port B2
15 AGND 35 Port B3
16 CAL
17 GND 37 Port B5
18 TRIG IN 38 Port B6
19 SYNC 39 Port B7
20 CTR 40 GND
+2.5VREF) 36 Port B4
Single-Ended-Modus mit 8 Kanälen
Klemme Signalname Klemme Signalname
1 CH0 IN 21 Port A0
2 CH1 IN 22 Port A1
3 AGND 23 Port A2
4 CH2 IN 24 Port A3
5 CH3 IN 25 Port A4
6 AGND 26 Port A5
7 CH4 IN 27 Port A6
8 CH5 IN 28 Port A7
9 AGND 29 GND
10 CH6 IN 30 PC+5V
11 CH7 IN 31 GND
12 AGND 32 Port B0
13 D/A OUT 0 33 Port B1
14 D/A OUT 1 34 Port B2
15 AGND 35 Port B3
16 CAL
17 GND 37 Port B5
18 TRIG IN 38 Port B6
19 SYNC 39 Port B7
20 CTR 40 GND
+2.5VREF) 36 Port B4
32
Vertrieb durch:
Meilhaus Electronic GmbH
Fischerstrasse 2
D-82178 Puchheim, Germany
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