LabVIEW Exo - my DAQ VI ME 2 e semestre Photo Martin Klimas Christophe Salzmann
My DAQVI But: Simuler le fonctionnement d'une carte d'acquisition (DAQ) Etapes: Génération du signal Échantillonnage du signal Conversion A/D du signal 2
Génération du signal 10 points 100 points Générez des points représentant une sinusoïde. Ajoutez du bruit au signal en utilisant le générateur de nombre aléatoire (0..1), décalez le pour avoir -0.5.. 0.5. Avec 10 points la sinusoïde est visuellement mal représentée, avec 100 points c'est mieux. Ce VI ne génère pas un vrai signal continu, seulement 100 pts/période au lieu d'une infinité. 100 pts/période et une interpolation entre les points (traits bleus) sont suffisant pour que visuellement le signal semble continu. 3
Multiplication du signal Multipliez la sinusoïde à l'aide d'un shift register. Sélectionnez concatenate inputs pour le build array. 4
Convertir en une Waveform Une waveform est similaire à un cluster qui contient les informations temporelles relatives aux points mesurés (Y). En particulier elle défini l'espace en [s] entre les points (dt). Le temps de début (t0) peut aussi être défini, par défaut il est a 00:00:00 5
Echantillonnage du signal L'échantillonnage du signal va garder un point tous les x points du vecteur d'entrée. Comme nous n'avons pas un vrai signal analogique continue (nous l'avons simulé à l'aide d'un tableau contenant n périodes de 100 points) il est possible que l'instant d'échantillonnage se trouve entre 2 point du tableau. Interpolate 1D array calcul la valeur intermédiaire entre 2 points donné du tableau. 6
Echantillonnage du signal Construisez le premier étage de votre carte DAQ en connectant le générateur de signal à l'échantillonnage. Générez 8 périodes et choisissez une fréquence d'échantillonnage relative (Rel. Samp. Freq.) de 2, à quoi va ressembler le signal en sortie? Essayer également avec Rel. Samp. Freq. = 1, 5, 10, 20 7
Echantillonnage du signal Rel. Samp. Freq. = 5 Rel. Samp. Freq. = 1 Rel. Samp. Freq. = 20 Rel. Samp. Freq. = 10 Rel. Samp. Freq. = 2 Il faut au minimum échantillonner à 2 x la fréquence du signal que l'on désire observer (Théorème d'échantillonnage de Nyquist-Shannon). Dans la pratique on choisira au minimum 10x la fréquence. Dans le cas de 1, la fréquence d'échantillonnage n'est pas assez élevée et le signal résultant est une droite L 8
Conversion Analogique ->Numérique La conversion se fait en divisant la plage d'entrée du convertisseur (range) par le nombre de pas (#steps) défini par la résolution du convertisseur. Voire slides 59 et suivants du cours "7 Acquisition et affichage". Si l'entrée est plus grande (ou plus petite) que U Max (U Min) le convertisseur sera détruit L 9
Conversion du signal Convertir tous les points du signal 10
Conversion du signal Testez votre convertisseur, la partie échantillonnage n'est pas présente. Générez 2 périodes d'amplitude 4, sans bruit. Choisissez une résolution de 2 [bits], umin = -5[v] et umax = 5[v], combien d'échelons voyez vous, pourquoi? Idem avec 4, 8 [bits] 11
Conversion du signal - résolution 1bit -> 2 niveaux 2bits -> 4 niveaux 4bits -> 16 niveaux 8bits -> 256 niveaux 1 2 = 2 -> 2 niveaux, 2 2 -> 4 niveaux, 4 2 -> 16 niveaux Avec une résolution de 8 bits (2 8 = 256 niveaux) les 2 signaux sont visuellement superposés. 12
Conversion du signal- input range 4bits ->16 niveaux Range -5v..5v Step size =10/16 Si le signal est trop faible par rapport à la plage d'entrée du convertisseur (range), il est possible de modifier Umin, UMax pour augmenter la résolution. Zoom 4bits ->16 niveaux Range -5v..5v Step size =10/16 Idem fig. ci-dessus, mais zoomé. Résolution de 10/16 = 0.625 [v] 4bits ->16 niveaux Range -1v..1v Step size =2/16 Résolution augmentée à 2/16 = 0.125 [v] Sur une carte d'acquisition cette opération est réalisée en pré-amplifiant le signal d'entrée pour atteindre la plage (range) désirée. 13
La chaine complète Essayez différentes valeurs pour l'amplitude d'entrée, les bornes min et max, la résolution du convertisseur, etc. 14
La chaine complète Amplitude 5v Noise: 0v Range -10v..10v Rel. Samp.Freq = 4.5 Amplitude: 10v Noise: 2v Range -10v..10v Rel. Samp.Freq = 10 Convertisseur A/D détruit! 15