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CX-Card4/SX-Card6対応オプションボード "マルチ・チャネル 高精度AD変換ボード"  PbFree Product
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特長

■ CX-Card4 / SX-Card6 / AX-Card7 FPGAボードと接続し、アナログデータをUSBとFPGAを使って効率よく収集するコンパクトなシステムを開発できます.

Excel VBA制御ソフトやLabVIEWなどのリファレンス制御アプリとFPGAリファレンス回路を使用して、簡単にアナログデータを収集、解析ができます.

■ 1MSps 16b A/Dコンバータ により、8ch 同時サンプリングが可能.
デジ-アナ絶縁により、AD変換ICの性能を発揮できる基板構成です.

■ 0V〜5V(±2.5V)まで対応した入力AMP、Vrefを2.5V/5Vまたは可変に設定可能.

■ USBとFPGAによるマルチ・チャネル対応のアナログ信号処理システムが簡単に構築できます.

■ 16bit DACを制御して、ADC用Vref生成も可能、また、汎用のアナログ出力としても利用可能

■ SX-Card6 / CX-Card4 /AX-Card7 FPGA-IOピンを2.54mmピッチコネクタに変換、シングルエンド、差動信号(LVDS)として使用可能

■ アナログ入力コネクタは、チャネル個別コネクタと、16pinコネクタ 2系統の利用が可能


 
 

< CX-Card4とCard-UNIV3を接続した例>


<ADD-16B8外観>


システム概要

ADコンバータに16bit 1MSpsのAD7980B (AnalogDevices社)を採用し、アナログデータをFPGAとUSBを利用して高精度に変換、収集できます.

CX-Card4/SX-Card6/AX-Card7(以下、FPGAボード)とは、メザニンコネクタ2個で接続し、最大75MHzのSPIで8chを同時にデータ収集できます.  また、FPGAボードとは電気的に絶縁しており、PCやFPGAボード本体で発生するノイズを完全にシャットアウトし、高精度のAD変換が可能です.

FPGAボードにはUSB2.0-IFを装備しています.USBの実効データ転送速度が40MB/sなので、8ch同時に1MHzサンプリングしたとしても16MB/sのデータを欠損無くPCに収集できます.

アナログ入力段にはゲイン=1のAMPを設けています.必要に応じてAMP前段にLPF/HPF等のフィルタ回路やゲイン調整回路を追加することができます.また、マルチプレクサICを追加すれば、アナログ入力チャネル数を拡張できます(図2参照、この場合同時サンプリングはできません).

ADコンバータのVref電源は2.5V/5.0Vまたは16bitD/Aコンバータによる設定電圧から選択できます.

アナログ入力はチャネル毎にDC(直流)入力/AC(交流)入力を個別に設定できます.

【ボード接続例】

USB-IF付きのFPGAボード(CX-Card4/SX-Card6/AX-Card7)と接続すると、AD/DAコンバータ制御以外にFPGAのI/Oピンを26本利用できます.これらのピンは30pinコネクタ(15x2 2.54mm)に収容し、13chのLVDSとしても利用できます.図3参照.

FPGAボードにCard-UNIV3を接続した上で、本ボードをさらに接続できます (ページ上部の画像)。 この場合、Card-UNIV3の5V-I/O機能が利用できるようになります.同時に本ボードの30pinコネクタに収容したFPGA-I/Oも利用できます.図4参照.

【応用例】

16pinコネクタ(boxコネクタ)を利用して、フィルタ回路やゲイン調整回路、I/V変換回路などを追加して運用できます.

図2.のように本ボードのコネクタに接続する拡張基板を作成できます.各チャネルの同時サンプリングはできなくなりますが、1chのADコンバータに付き、8chのマルチプレクサを設ければ64chに拡張することができます.同様にI/V変換回路を追加すれば、4-20mAループへの対応ができます.

AD変換部は完成した回路なので、アナログフロントエンドにユーザ仕様に応じた回路を追加することで、短納期で性能評価しやすいシステム開発が可能です.

 
 
<図1.ボードブロック>

<図2.チャネル数の拡張>

<図3.ADボードとFPGAボードを接続した標準構成>
<上図にCard-UNIV3を追加して
5V-I/O機能を付加>

<図4.ボードスタック例>

ハードウェア構成
基板サイズ (小型) W126 x H85(mm) 8層板   名刺サイズの約2倍の面積です.

ADコンバータ

8ch AD7980B  (16Bit 1MSps , SPI Max.75MHz) アナログデバイセズ社製 データシート
入力アンプ

8ch AD4841 (Rail-to-Rail出力アンプ) アナログデバイセズ社製
AC入力/DC入力 チャネル個別に設定. DC入力範囲 :0〜5V、AC入力範囲 :±2.5V.
Gain= 1 (製品出荷時、抵抗値の変更でゲイン調整可能

リファレンス電源 ローノイズ、高精度(±1mV) 2.500V と5.000Vを搭載(ジャンパ設定で切り換え)
各電源に微調整用のVRを装備
DAコンバータ 1ch AD5542A (16bit セトリング時間1us, SPI Max.75MHz) アナログデバイセズ社製
アナログ入力コネクタ

8ch (ch個別コネクタ、集合コネクタ)
個別コネクタ: BM03B-GHS-TBT (TOP開口 JST社製GHコネクタ)
集合コネクタ: 8 x 2 (16pinコネクタ 2.54mmピッチ)

DC設定時: 0〜5.0V
AC設定時: ±2.5V 振幅 (AC設定時、Vref電圧の1/2がオフセット電圧になります)

個別コネクタのプラグ情報:GHR-02VS、 圧着端子:SSHL-002T-P0.2
JST社サイトで 圧着ケーブル加工が可能です.

アナログ出力コネクタ 1ch BM03B-GHS-TBT (TOP開口 JST社製GHコネクタ)
汎用I/O

30pin(15 x2 スルーホール2.54mmピッチ) 差動配線(50Ωインピーダンス整合済)
FPGAボードを接続した場合にFPGA-I/Oコネクタとして利用できます.
シングルエンド信号 26本またはLVDS信号 13ch.

電源コネクタ

単一 +5.0V

FPGAボードと接続するメザニンコネクタから+5Vを給電します.FPGAボードへの電源容量に注意してください.


製品構成
ADD-16B8 製品名:8ch AD変換ボード   価格 \125,000 (税別)
CX-Card4/SX-Card6との同時購入で\98,000(税別)
ボード付属品:ハードウエア情報を収録したCD-ROM 1枚、 アナログコネクタプラグ(ハウジング9個、圧着端子20個)

 


資料
技術データベース

Smart-USB Plus専用サイトを参照してください。

リファレンスデザイン FPGA回路とExcel VBA制御ソフトを無償提供. 
CX-Card4/SX-Card6/AX-Card7 向けFPGAリファレンス回路を提供中です.
ボード仕様書

Rev1.1(PDF)

圧着工具 アナログ入力コネクタ(JST)に対応した低価格な圧着工具: 「PA-09」(エンジニア社製)

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