Dipartimento di Ingegneria Industriale e dell Informazione. Realizzazione di un analizzatore di rete

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1 Dipartimento di Ingegneria Industriale e dell Informazione Realizzazione di un analizzatore di rete

2 Analizzatori di rete I network analyzer sono strumenti a due canali in grado di misurare il rapporto di ampiezza e la differenza di fase tra i segnali all ingresso dei due canali 2

3 Obiettivi dell esperienza Realizzazione di uno strumento che consenta la misura della risposta in frequenza di una circuito. Il sistema di acquisizione dovrà includere un semplice circuito passa alto o passa basso (con frequenza di taglio intorno a qualche decina di Hz) realizzato sulla breadboard uno strumento virtuale realizzato in ambiente di programmazione LabView che consenta, da un lato di controllare lo stimolo da inviare al circuito sotto test, dall altro di effettuare le opportune misure sul segnale alla sua uscita Lo strumento virtuale dovrà consentire la scelta dell intervallo di frequenze su cui effettuare la misura e la rappresentazione del risultato della misura sotto forma di tabella a due colonne (una per la frequenza, l altra per il modulo della risposta in frequenza) e/o in forma grafica 3

4 Invio dello stimolo sinusoidale al DUT DAQmx Create Channel.vi provvede alla configurazione del canale digitale della scheda di acquisizione DAQmx Write.vi invia all uscita analogica selezionata la forma d onda generata dal waveform buffer generator specifica il nome del canale analogico di uscita (Dev1/ao0) Select a VI->OS(C:)->Programmi->National Instruments- >LabVIEW 8.6->examples->DAQmx->Analog Out->Generate Voltage->Cont Gen Voltage Wfm-Int Clk.vi contiene informazioni su eventuali errori verificatisi in questo o in precedenti blocchi AO Func Gen Analog Wfm 1Chan NSamp Measurement I/O -> DAQmx Data Acquisition -> DAQmx Create Channel.vi Measurement I/O -> DAQmx Data Acquisition -> DAQmx Write.vi 4

5 VI per la generazione del segnale sinusoidale Disponibile tra gli esempi di strumenti virtuali Per utilizzarlo all interno dell analizzatore di rete è necessario rendere disponibile un insieme di ingressi; a questo scopo è necessario: fare click col pulsante destro sull icona del VI nel pannello frontale; associare ciascuno dei controlli di interesse (eventualmente anche gli indicatori) ad uno dei campi disponibili I controlli di interesse sono: Physical Channels, Minimum Value, Maximum Value, Cycles per Buffer, Samples per Buffer, Desired Frequency A causa delle limitazioni della sistema (scheda di acquisizione, PC) non è possibile generare segnali a frequenza molto superiore a 1 khz (è consigliabile visualizzare i segnali generati con l ausilio di un oscilloscopio) Acquisizione dati da termistore 5

6 Frequenza del segnale generato E data da ( Cycles per buffer) Sample Clock Rate Desired Frequency= Samples per Buffer Con i valori Samples per Buffer=500 Cycles per Buffer=10 è possibilie lavorare a frequenze di 1 khz (modalità finite sample nel VI che genera il segnale sinusoidale) ( ) Acquisizione dati da termistore 6

7 Acquisizione del segnale di uscita DAQmx Create Channel.vi fornisce alla scheda di acquisizione informazioni riguardanti il tipo e il range dei segnali che deve ricevere in ingresso e il canale da cui deve leggere questi dati DAQmx Read.vi acquisisce una forma d onda proveniente dal canale specificato Limiti attesi per il segnale sotto misura Numero di punti da acquisire Canale di ingresso sotto misura (Dev1/ai1) Analog Wfm 1Chan NSamp Measurement I/O -> DAQmx Data Acquisition -> DAQmx Create Channel.vi Measurement I/O -> DAQmx Data Acquisition -> DAQmx Read.vi 7

8 Ciclo for Per ogni valore della frequenza all interno dell intervallo selezionato, lo strumento virtuale deve inviare al DUT un segnale sinusoidale a quella frequenza (per un numero di periodi predefinito o una durata predefinita) e misurare l ampiezza del segnale all uscita numero di clcli Il numero di cicli per il for loop sarà N= f stop -f start Δf iterazione Si osservi che, nello strumento realizzato, la massima frequenza a cui è possibile effettuare una misura sarà limitata dalla frequenza di aggiornamento del DAC della scheda di acquisizione 8

9 Misura d ampiezza Per la misura dell ampiezza della forma d onda all uscita del DUT si può procedere nel modo seguente sottrarre il valor medio della forma d onda acquisita alla forma d onda stessa calcolarne il valore efficace calcolare l ampiezza come A=V eff 2 Il secondo passo può essere effettuato utilizzando la funzione Std (Standard) Deviation and Variance.vi Std Deviation and Variance.vi 9

10 Pannello frontale Forma d onda acquisita relativa al valore di frequenza istantaneo Rappresentazione del modulo della risposta in frequenza 10

11 Waveform graph Da utilizzare per la rappresentazione grafica dei dati acquisiti (si trova nel menu Graph della Controls palette). Ammette come ingresso un insieme di dati formato da un valore iniziale ed un passo per l asse x ed un array di dati per l asse y Waveform Graph 11