USB-Zähler-/Timergerät USB-CTR04

Das USB-Messdatenverarbeitungsgerät USB-CTR04 von Digilent ist ein extrem schnelles USB-basiertes Zähler-/Timergerät. Es verfügt über vier Zählereingänge, eine Eingangsfrequenz von 48 MHz, eine Auflösung von bis zu 64 Bit, Abtastraten von bis zu 8 MB/s, mehrere Zählermodi, vier PWM-Timer (Pulsweitenmodulation) und acht digitale E/A-Module. Dieses Gerät wird über USB gespeist und benötigt keine externe Stromversorgung.

Das Gerät USB-CTR04 bietet extrem schnelle Zähler-/Timeroperationen, die mit den digitalen E/A-Funktionen synchronisiert sind. Das Vierkanal-USB-CTR04 verfügt über hohe Frequenzen und Abtastraten, Entprellungsfilter, Unterstützung für mehrere Zählermodi und eine per Software wählbare Auflösung von bis zu 64 Bit. Außerdem bietet das Gerät acht individuell konfigurierbare digitale E/A-Kanäle.

Das USB-CTR04 unterstützt eine Gesamtdurchsatzrate von 8 MB/s. Das Gerät kann für jede beliebige Auflösung bis 64 Bit konfiguriert werden, so dass eine Kaskadierung von Zählern nicht erforderlich ist. Die Datenübertragungsraten für diese gängigen Auflösungseinstellungen sind 4 MS/s bei 16 Bit, 2 MS/s bei 32-Bit und 1 MS/s bei 64 Bit. Jeder Zählerkanal besitzt einen Verbindungspunkt für Zählereingang, Zählerausgang und Zähler-Gate.

Zählereingänge können programmgesteuert asynchron oder synchron mit den Digitaleingängen als Teil einer digitalen Abtastgruppe ausgelesen werden. In beiden Fällen können die Zähler so konfiguriert werden, dass sie nach jedem Auslesen auf 0 zurückgesetzt werden, aufwärts oder abwärts zählen und dann bei einer vom Benutzenden festgelegten Grenze umschalten bzw. zählen, bis die festgelegte Grenze erreicht ist. Zählereingänge können gleichzeitig Zeiträume, Frequenzen, Impulse und andere ereignisbasierte inkrementelle Zählvorgänge direkt von Impulsgeneratoren, Endschaltern, Näherungsschaltern und magnetischen Aufnehmern überwachen. Zähler-Gates verwenden Eingangssignale, um einen Zähler zurückzusetzen, die Zählrichtung zu ändern oder die Zählung zu starten/stoppen. Die Gate-Optionen sind per Software wählbar. Zählerausgänge können zur Steuerung oder Übertragung von Signalen an externe Geräte und an Zählereingänge, Zähler-Gates oder digitale Eingänge verwendet werden.

Das USB-CTR04 unterstützt die Modi „Summieren“ (Ereigniszähler), „Zeitmessung“, „Impulsbreite“ und „Zeitsteuerung“. Die Eingangsmodi der Zähler sind per Software wählbar. Einige Modi enthalten die Registerwerte für Ober- und Untergrenzen, die sich nicht direkt auf die aktuelle Zählung auswirken, sondern Grenzen zur Beeinflussung des Zählerverhaltens festlegen.

Im Modus „Zeitmessung“ misst die Komponente die Dauer eines beliebigen Signals an einem Zählereingang (CxIN). Das Gerät zählt die integrale Anzahl der Ticks, aus denen sich der Zeitraum zusammensetzt, und die zurückgemeldeten Daten sind immer die in Ticks gemessene Zeit. Der Messzeitraum ist die Zeit von Flanke zu Flanke, entweder beide steigend oder beide fallend. Die Zeitraumdaten werden übernommen, sobald sie verfügbar sind, und mit der Zählerleserate erfasst. Die zurückgemeldeten Daten werden als in Ticks gemessene Zeit interpretiert. Diese Daten geben die Anzahl der während des Messzeitraums gezählten Intervalle in Tickgröße an.

Im Messmodus „Impulsbreite“ misst das Gerät an einem Zählereingangssignal (CxIN) die Zeit von der steigenden zur fallenden Flanke oder umgekehrt. Je nach Einstellung der Flankenerkennung wird entweder Impulsbreite niedrig oder Impulsbreite hoch gemessen. Jedes Mal, wenn die Impulsbreitenmessung vom Zähler übernommen wird, wird der Zähler sofort zurückgesetzt und für die Zählung der Zeit für die nächste Impulsbreite vorbereitet. Die Impulsbreitenmesswerte werden übernommen, sobald sie verfügbar sind. Die zurückgemeldeten Daten werden als in Ticks gemessene Zeit interpretiert. Diese Daten geben die Anzahl der während des Impulsbreitenmessung gezählten Intervalle an.

Im Modus „Zeitsteuerung“ misst das Gerät die Zeit zwischen einem Ereignis am Zählereingang (CxIN) und einem nachfolgenden Ereignis am Zähler-Gate (CxGT), z. B. die steigende oder fallende Flanke eines Ereignisses in Bezug auf die steigende oder fallende Flanke eines anderen Ereignisses (je nach Einstellung der Flankenerkennung).

Das USB-CTR04 verfügt über einen Entprellungsschaltkreis, der schaltbedingte Transienten eliminiert, die typischerweise mit elektromechanischen Komponenten, einschließlich Relais, Näherungsschaltern und Encodern, verbunden sind. Alle Optionen für die Entprellungsfilter sind per Software wählbar. Benutzende können eine Entprellzeit, einen Entprellmodus und eine Empfindlichkeit für die steigende oder fallende Flanke auswählen. Pro Wert kann jeder Kanal mit 16 programmierbaren Entprellzeiten im Bereich von 500 ns bis 25,5 ms entprellt werden. Das Signal aus dem Puffer kann invertiert werden, bevor es in den Entprellungsschaltkreis gelangt. Der Wechselrichter wird verwendet, um den Eingang für steigende oder fallende Flanken zu sensibilisieren.

Das USB-CTR04 verfügt über acht digitale E/A-Leitungen. Die digitalen E/A-Steckverbinder können den Zustand eines beliebigen TTL-Pegel-Eingangs erkennen.

Das USB-CTR04 verfügt über vier 32-Bit-Timer-Ausgänge. Jeder Timer kann einen Impuls mit programmierbarer Breite mit einer per Software wählbaren Frequenz von 0,02235 Hz bis 48 MHz erzeugen. Bei höheren Frequenzen hängen die Ausgangsfrequenz und das Tastverhältnis des Timers von der Impedanz der Last und der Versorgung ab. Die Ausgangsrate des Timers und die Impulsbreite können jederzeit asynchron aktualisiert werden; dies führt jedoch dazu, dass der Impulsstrom nicht nahtlos ist.

Benutzende können die Zeit für die synchrone Erfassung von Zählerdaten mithilfe des integrierten Takts oder eines externen Takts, der an den Eingangssteckverbinder für externe Taktgeber angeschlossen ist, steuern.

Der Software-Support enthält DAQami, eine vorkonfigurierte Anwendung für Datenprotokollierung, Visualisierung und Signalgenerierung. Daten können in Echtzeit oder nach der Erfassung in konfigurierbaren Anzeigen dargestellt werden. Treiber für die gängigsten Anwendungen und Programmiersprachen sind enthalten, darunter Visual C++®, Visual C#®, Visual Basic®.NET, DASYLab®, LabVIEW™ und Python™.