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informatik artikel (Interpretation und charakterisierung)

Cpu

Von analog zu digital


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A/D- und D/A-Karten ermöglichen die Kommunikation des PCs mit analogen Geräten bzw. spannungs/stromgeführten Signalquellen. Insbesondere A/D-Karten dienen der Digitalisierung, Messung und Visualisierung von Spannungen und Vorgängen. D/A-Karten wiederum setzen digitale Eingaben in analoge Spannungen bzw. definierte Ströme um.

Ein am Analogeingang der Karte anliegendes Signal wird mittels A/D-Wandler in ein 8, 12, 10, 16 oder mehr Bit breites digitales Signal umgesetzt. Die Datenausgänge werden in einer Routine vom Rechner ausgelesen und weiterverarbeitet. Die Erfassung von Wechselsignalen hängt vorzugsweise von der max. Abtastrate des Wandlers und der Rechnergeschwindigkeit ab. Je öfter ein Signal innerhalb einer Periode abgetastet wird, desto genauer ist es reproduzierbar. Um Sampling-Fehler (Aliasing) zu vermeiden, sollte die Abtastrate mindestens doppelt so hoch wie die maximale Frequenz des Analogsignals sein. (Beispiel: CD-Player 44,1kHz). Unterabstastung eines Signals (z.B. Sinus) führt unweigerlich zu
Messfehlern, da eine Charakterisierung der Eingangsspannung nicht mehr möglich ist.

Es ist wichtig, immer mit dem kleinstmöglichen Meßbereich zu arbeiten, um ein Maximum an digitalen Werten von der gemessenen Spannung zu erhalten. Eine D/A-Karte geht den umgekehrten Weg: Sie liest Daten vom Datenbus des Rechners und setzt diese in Analogwerte (Spannung oder Strom) um. Innerhalb eines bestimmten Bereichs kann so eine
Spannung ausgeben werden. (Beispiel: Soundkarte). A/D- und D/A-Karten können prinzipiell sowohl unipolar als auch bipolar geschaltet werden, das heißt, sie können entweder einen Bereich von Null bis zu einem vorgegebenen Wert erfassen bzw. ausgeben, oder aber im bipolaren Betrieb sowohl positive als auch negative Spannungen und Ströme messen oder erzeugen.

A/D- und D/A-Karten finden ihren Einsatz bei :

. Prozeßsteuerungen / Automatisierung
. Prozeßüberwachungen / Protokollierung
. Messungen im Labor

. Messungen in der Qualitätssicherung
. Fern-, Feld-, und Freiland-Messungen
. Messungen mit besonderen zeitlichen Vorgaben
. Protokollierung und Auswertung von Langzeitergebnissen

. Erfassung zeitkritischer Meßwerte
. Erfassung schneller Ereignisse
. bei der simultanen Erfassung von Meßwerten bzw. Zeitpunktmessung

In Kombination eignen sich die Karten zur Regelung von Prozeßabläufen und zur Prozeßautomatisierung überall dort, wo im Prozeß auf äußere Bedingungen flexibel reagiert werden muß.


1.2.1 Typische A/D-D/A Karte


Steckbrief:

12-Bit-Multifunktionskarte für PCI-Bus

Preis: 9250 ATS

analoge Eingänge: 16/8(diff.)
-tconv = 3µs

-uni/bipolare Meßbereiche
-A/D FIFO-Speicher auf Karte

-automatische Kanaldurchschaltung bei Mehrkanalmessungen (sogar mit unterschiedlichen Meßbereichen)
AD-Modi:

-einfacher Softwaretrigger oder
analoge Ausgänge: 2 -interner Quarztrigger oder
digitale Eingänge: 4 -externer Triggerimpuls
digitale Ausgänge: 4 Datenübertragung:

-einfache Softwareabfrage oder
-per Interrupt oder

-per DMA.
Software: (Zubehör im Lieferumfang, andere Software optional)

Zubehör: PCI-9118 Library & Utility für DOS und Windows 95-DLL, im Lieferumfang

PCIS-DASK/NT [/98]: ADLink Dataacquisition Softwarekits für Windows NT /98

PCIS-LVIEW/95 [/NT]: LabVIEW-Treiber für Windows 95 oder Windows NT

DASYLab: Softwarepaket für Industrieanwendungen

DAQBench: 32-bit Active-X-control für Windows NT/98
Lieferumfang: PCI-9118DG-Karte + Anleitung + DOS-Treiber (C/C++ Programmlibrary) + Windows 95-DLL.

1.2.2 Weitere A/D-D/A Karten für ISA- und PCI-Bus


Hinweis: AD: analoger Eingang, DA: analoger Ausgang,
DI: digitaler Eingang DO: digitaler Ausgang


Produkt Kurzcharakteristik Funktionen Preis inkl. 20% Ust.

8 Bit Auflösung
ISA-Karte


AD-Eingänge: 1

Auflösung: 8 Bit
A->D-Umsetzzeit: 2 µs

Spannungsbereiche: 0-1,25V, 0-2,5V, ±1,25V, ±2,5V
DA-Ausgänge: 1
Spannungsbereiche: 0-1,25V, 0-2,5V, ±1,25V, ±2,5V
Verwendbare Programmiersoftware: Alle Programmiersprachen mit Direkt-I/O-Zugriff AD, DA

ATS 1276,-
10 Bit Auflösung

PCI-Karte



AD-Eingänge: 4
Auflösung: 10 Bit

A->D-Umsetzzeit: 50 ns (=> 20 MHz)
Spannungsbereiche: ±1V, ±5V
FIFO-Zwischenspeicher 64 kBytes für unterbrechungsfreie Messungen verwendbar Digitale Eingänge: 3
Inklusive DOS- und Windows 95-DLL-Treiber
Optional: Windows NT-Treiber, DASYLab-Treiber, LabView-Treiber für Windows 95 /NT, DAQBench (ActiveX) für Windows NT/98
AD,DI

ATS 19990,-


12 Bit Auflösung
ISA-Karte


AD-Eingänge: 16
Auflösung: 12 Bit

A->D-Umsetzzeit: 25 µs

Spannungsbereiche: ±0,3125V, ±0,625V, ±1,25V, ±2,5V, ±5V

Digitale Eingänge: 8
Digitale Ausgänge: 8
Verwendbare Programmiersoftware: Alle Programmiersprachen mit Direkt-I/O-Zugriff
Optional: Windows-Treiber
Optional: LabView-Treiber AD, DI, DO ATS 4120,-

PCI-Karte

AD-Eingänge: 32
Auflösung: 12 Bit

A->D-Umsetzzeit: 17 µs
Spannungsbereiche:

20V Range
Bipolar: ±10V, ±1V, ±0,1V

10V Range
Bipolar: ±5V, ±0,5V, ±0,05V

Unipolar: 0~10V, 0~1V, 0~0,1V
FIFO-Zwischenspeicher 2 kB für unterbrechungsfreie Messungen verwendbar
Autoscaneinrichtung (automatische Mehrkanalmessungen) AD ATS 7460,-


16 Bit Auflösung
ISA-Karte


AD-Eingänge: 16

(umschaltbar auf 8 Differenzeingänge)

Auflösung: 16 Bit

A->D-Umsetzzeit: 8µs
Spannungsbereiche: ±1,25V, ±2,5V, ±5V, ±10V

DA-Ausgänge: 2 (mit 12 Bit)
Spannungsbereiche: 0-5V, 0-10V

Digitale Eingänge: 16
Digitale Ausgänge: 16 AD, DA, DI, DO ATS 7880,-


PCI-Karte



AD-Eingänge: 16

Auflösung: 16 Bit

A->D-Umsetzzeit: 8µs
Spannungsbereiche: ±0,625V, ±1,25V, ±2,5V, ±5V, ±10V
FIFO-Zwischenspeicher 2kB für unterbrechungsfreie Messungen verwendbar
Autoscaneinrichtung (automatische Mehrkanalmessungen)
DA-Ausgänge: 1 (mit 12 Bit)

Spannungsbereiche: 0-10V, ±10V

Digitale Eingänge: 16
Digitale Ausgänge: 16 AD, DA, DI, DO ATS 8350,-

 
 



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