Exo - my DAQ VI

LabVIEW

ME 2e semestre

Christophe Salzmann���

Photo Martin Klimas

My DAQVI

But: Simuler le fonctionnement d'une carte d'acquisition (DAQ)

Etapes:

– Génération du signal – Échantillonnage du signal – Conversion A/D du signal

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Génération du signal

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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.

100 points

10 points

Multiplication du signal

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Multipliez la sinusoïde à l'aide d'un shift register.

Sélectionnez concatenate inputs pour le build array.

Convertir en une Waveform

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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

Echantillonnage du signal

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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.

Echantillonnage du signal

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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

Echantillonnage du signal

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Rel

. Sam

p. F

req.

= 2

Rel

. Sam

p. F

req.

= 1

Rel

. Sam

p. F

req.

= 5

Rel

. Sam

p. F

req.

= 2

0

Rel

. Sam

p. F

req.

= 1

0 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

Conversion Analogique ->Numérique

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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

Conversion du signal

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Convertir tous les points du signal

Conversion du signal

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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]

Conversion du signal - résolution

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12= 2 -> 2 niveaux, 22-> 4 niveaux, 42-> 16 niveaux

Avec une résolution de 8 bits (28 = 256 niveaux) les 2 signaux sont visuellement superposés.

8bits -> 256 niveaux

1bit -> 2 niveaux 2bits -> 4 niveaux

4bits -> 16 niveaux

Conversion du signal- input range

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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.

4bits ->16 niveaux Range -5v..5v Step size =10/16

Zoom 4bits ->16 niveaux Range -5v..5v Step size =10/16

4bits ->16 niveaux Range -1v..1v Step size =2/16

Idem fig. ci-dessus, mais zoomé.

Résolution de 10/16 = 0.625 [v]

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.

La chaine complète

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Essayez différentes valeurs pour l'amplitude d'entrée, les bornes min et max, la résolution du convertisseur, etc.

La chaine complète

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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!