【ADI M2K开发板试用连载】高速脉冲电流采样保持电路研究

2019-12-19 09:34:23 30818

项目名称：高速脉冲电流采样保持电路研究

试用计划：申请理由：在调试采样保持电路过程采用整合模拟前端部分的整板进行调试费时费力，需要连接一大堆外围设备，ADI M2K作为一款口袋仪器，其产品定位非常符合混合信号设计调试。尤其适合对于单纯模拟电路的调试和学习。
项目名称：高速脉冲电流采样保持电路研究
项目计划：采用M2K自带的任意波形发生器功能产生不同脉宽的脉冲信号，同时将峰保持电路的输出接至M2K的示波器输入端。调节电路参数以及更换器件，优化峰保持性能。
预期成果：在M2K的帮助下实现1μs脉宽，重复频率低于10KHz的峰保持电路。

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2019-12-19 09:34:23　　评论 淘帖0 举报

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7 个讨论

本帖最后由 fenrindo 于 2019-12-26 16:07 编辑

1.1 ADALM2000具有的设备及功能

模拟功能：	数字功能：
双通道USB数字示波器；	16通道数字逻辑分析仪（兼容3.3V CMOS和1.8V或5V，100MS/s）；
双通道任意函数发生器；	16通道模式发生器（3.3V CMOS，100MS/s）；
单通道电压表（AC、DC、±20V）；	16通道虚拟数字I/O；
频谱分析仪 – 功率频谱和频谱测量（噪底、SFDR、SNR、THD等）；	用于链接多个仪器的两个输入/输出数字触发信号(3.3V CMOS)；
两个可编程电源（0…+5V、0…-5V）；	网络分析仪 – 电路波特、奈奎斯特、尼克尔斯传输图。范围：1Hz至10MHz；

从上表可以发现，该模块具备十分丰富的功能。收到的实物如下图所示，确实非常小巧，并且包含了实现其仪器功能所需的全部外部线缆。

【图片及链接详见附件的报告】

1.2 关注的部分

ADI提供了丰富的资料，并且还在不断的完善。虽然在官网找资料的过程花了一些时间，不过从目前的官网资料来看，ADALM2000不仅跨系统平台使用，而且还提供开发板的功能，并提供了下位机代码和上位机代码，还可以基于ADALM2000进行开发。我目前比较关注几个方面：

1、 ADALM2000是典型的DAQ系统。其数据链路方案能够广泛用于其它场合；

2、 ADALM2000所采用的主芯片为ZYNQ 7020芯片。片上集成了双核ARM9，该架构是未来FPGA的发展方向——即融合硬核CPU。因此，在使用其功能的同时，可以深挖FPGA和ARM的高速数据交互方案，这里用的是AXI总线方案。基础教程视频中也特意提到了这一点。

3、上位机开发是基于C#的，在数据缓存、进程调度等方面是如何实现的。

4、 ADALM2000使用一根Micro USB线与主机通信，但却能够被上位机识别出多种USB设备，希望其源码能够用在其它工程领域。

5、既然是试用，其作为口袋仪器的基本操作以及便捷性是非常关键的部分。

1.2.1 常用的学习链接：

1、德赢Vwin官网学习平台。主要提供基于ADALM2000的教程。

2、 ADALM2000 forEnd Users。作为口袋仪器使用和学习的话，这里的提供了很多资料。

3、大学课程在线教材。集合了大量的指导手册，虽然现在ADI器件不如以前好申请了，不过，从与之合作的分销商申请，还是能够获得部分样片的，再利用嘉立创进行打板，结合ADALM-2000进行模电学习的话效果应该不错。

【图片及链接详见附件的报告】

4、开发者资料。有ADALM的原理图，AXI设备映射指南等。

1.2.2 快速上手

对于只进行仪器功能使用的场合，ADI亦提供了快速上手指南，仅需要进行驱动安装和上位机软件SCOPE安装即可。

【图片及链接详见附件的报告】

https://wiki.analog.com/university/tools/m2k/users/quick_start

1.4 Windows驱动1.4.1 驱动下载

ADI这款口袋仪器确实非常适合学习，连驱动程序的源码也提供了。link

【图片及链接详见附件的报告】

驱动安装完成后，在Windows 10设备管理器中查看可以发现增加了四种设备，分别是串口控制台、大容量存储设备、IIO、USB以太网。不得不说ADALM2000的程序设计太强大了，在一个USB硬件中，复合了四种设备。

【图片及链接详见附件的报告】

不知道IIO设备是何方神圣，如果有知道的童鞋，麻烦大概讲讲。

1.4.2 串口速率

使用Putty或者Tera Term等终端软件进行通信配置。

The terminal settings are 115200 baud, 8bits, no parity, 1 stop bit. This is referred to as 115200-8N1. The defaultusername is root, and the default root passwordis analog.

【图片及链接详见附件的报告】

输入ifconfig u***0后得到如下界面，包括了远程操作所需要的信息，不过远程操作方面目前还没有头绪。

1.4.3 大容量存储器

驱动安装完成后，插入设备，即可看到设备上所存储的一些文件。主要是一些开发指导的网页。

1.5 Scope软件1.5.1 从哪下载

我们使用ADALM2000最重要的功能之一，就是其强大的SCOPE软件。值得欢呼的是，如此优秀的软件竟然是开源的！源的！的！Link：https://wiki.analog.com/university/tools/m2k/scopy

点击之后就会跳到GitHub网站。必须是源码和程序都下载，并做好文件归档。

Windows平台编译指南：https://wiki.analog.com/university/tools/m2k/scopy/build-windows

此外，ADALM2000还支持脚本语言，可以通过编写脚本实现一些自动化测量。

1.5.2 连接设备

安装包大约一百多兆，完成后双极其图标。从首页的“+”图标可以看出，SCOPE软件很可能是支持多个子设备同时使用，在下方列出了设备的详细信息，从中发现，其USB是基于libu***进行开发的。然后点击“connect”，完成设备连接。（连接后设备还会进行自校准！！这个系统开发的太厉害了。）

【图片及链接详见附件的报告】

1.6 小结

通过在ADALM2000官网闲逛、观看基础教程以及SCOPE软件的使用，初步认识了ADALM2000这款口袋仪器。不过，ADALM2000不止于口袋仪器的功能，还将其源代码、原理图等资料一同贡献出来。因此，个人感觉，在使用ADALM2000的同时，在个人财力、精力允许的情况下，再试制一个或实现其中的部分功能，能够将这个宝贝的用途最大化。

----本次结束----

链接：https://pan.baidu.com/s/1SRaOUzmZmpeoMmuPWLgTpQ

提取码：rrqk

2019-12-26 14:02:34 评论

1^#

陈杰

2 试试仪器仪表功能

大多数电子工程师、电赛同学等，最常用的几种仪器就是示波器、模式发生器、数字电源、逻辑分析仪。本次试用就来尝试一下这几个功能，并尝试能否用于电路芯片功能检测。

（受限于论坛功能，图片不能直接进行粘贴，因此，完整的报告请见末尾的附件）

2.1 示波器功能

搭建测试环境，使用STM32F103开发板产生约3.8KHz的方波信号。分别使用使用ADALM（左图）和USB示波器（右图）进行采集。

得到下图所示的结果。可以看出，ADALM2000的模拟带宽方面似乎有点低，限于模拟带宽的限制，ADALM2000中的方波有一定的高频缺失。不过，对于大部分数字通信来说应该是足够的。

Ps：点击①位置可以关闭通道2波形。

2.2 芯片能够正常工作吗？

设想一个使用场景：在调试模块电路时，数据无法读出，除了更换开发板进行尝试外，如果可以利用ADALM2000进行尝试，可以快速部署验证平台。本次尝试将涉及示波器、数字逻辑分析仪、数字电源等功能，以手头的Si7021温湿度数字I2C接口传感器为例。

2.2.1 芯片手册阅读

	可以选择3.3V供电
	三种级别的芯片均可以耐受常见低温环境
	数字信号甄别阈值信息
	功耗信息。由此可以确认ADALM2000的数字电源功能能够带的动该芯片。（本次不测试加热功能）

2.2.2 数字电源功能

正电源只能产生正电压，负电源只能产生负电压。

2.2.3 模式发生器

在试用过程中，试了很久，感觉这个功能在I2C接口模式中有一定的缺陷。原因在于I2C通信模式发生时，需要手动选择“写入/读出”，而通常的I2C读出协议通常的顺序是：

这就涉及到了“写入”和“读出”的切换。当然，这还不是最大的问题，最大的问题在于不论写入还是读出，ADALM2000都会在结尾插入一个结束标志，因此，I2C读出操作在现有模式发生器上基本上不能够实现。

【建议】：如果后续SCOPE软件进行升级的话，可以考虑在I2C模式中，增加START命令和STOP命令的位置编辑功能，这样就能够利用ADALM2000实现I2C读写功能。或者，能够插入分段配置功能。当然，也有可能是我这里试用的不够，大家有空也可以探索一下，共同学习。

Note：模式发生器I2C功能中，Data出的数据最长字节数是8bytes。

2.2.4 数字逻辑分析仪

ADALM2000的数字逻辑分析仪本身功能还是很棒的，可以用与模式发生器相同的管脚进行数据采集。

2.3 结论

ADALM2000的示波器、数字电源、逻辑分析仪功能都很棒。不过，对于I2C接口协议的芯片，ADALM2000的模式发生器存在一定的局限性，即仅能够实现数据写入功能，不能实现数据读出功能。对于一些场景，如TM1640伪I2C十六位数码管驱动芯片，这种能够以另一种方式验证数据接收正确性的应用，单纯的I2C写入功能是能够进行芯片数据验证的。

----本次结束----