CAT323 ADC Bは、高精度・高スループットのアナログデバイセズ製24ビットADC AD7738を使用した絶縁型8チャンネルAD変換ボーﾄﾞです。 AD変換の実用的な分解能は入力レンジや変換時間に依存しますが、概ね14ビット〜18ビットの分解能で使用することができます。入力レンジは0～+ 10 24V、± 10 24V、0～+ 5. 12V、± 5. 12V、0～ +2 56V、±2 56Vをソフトでチャンネルごとに選択することができ、シングルエンドまたは差動信号入力で使用できます。アナログ回路用の竜源として±12VのDDCコンバータを実装していますので、5V単一電源を供給するだけで動作します。 A/Dコンバータ: AD7738, 24ビット型(アナログデバイセズ製) ●チャンネル数: 8チャンネル(シングルエンド入力時) 4チャンネル(差動入力時) [混在使用可能] ●入力レンジ: 0~+ 10 24V  ± 10 24V  0~+5 12V  ± 5 12V 0〜+2 56V, ±2 56V   [チャンネル街にソフトで設定] ADT138のマスター・クロック周波数：6 14444 ●出力データ変換レート：372〜1216642(チョッピング・イネープル) 737～1538Hz(チョッピング・ディセプル) ●ノーミスコード: 24ビット(FW 8の場合) ●積分非直線性誤差(IN) : Typ ± 0 0015% FSR ●ビークtoビーク分解能：14～18ビット（少ないコード・フリッカーで使用できる実用的な分解能。入力レンジや変換時間に依存) ●キャリプレーション：ソフトによりチャンネルごとに行なうゼロスケール・キャリプレーション及びフルスケール・キャリプレーション●入力バッファ用オペアンプ: OP2177× 4 (アナログデバイセズ製) A/Dの各チャンネル街に入力バッファとして使用オフセット電圧: Typ25μ V オフセットドリフト: TypQ 2μ V/ DC入力抵抗：約 10M ●最大過電圧入力: ±20V(ボードを損傷すること無くAN基準でAND ～ANNに入力できる竜圧です。正常動作する竜圧ではありません) ●竜圧リファレンス: REF5020 ( TI製)  2 048V[ボリュームで微調整可]出力電圧温度ドリフト  Typ 3pm ●シリアルEEPROM 25AA3204相当。キャリプレーションデータ保存用●絶縁方法：電源はDDCコンバータ、信号はデジタルアイソレータA/Dニンバータ、EEPROMのアクセス方法:「SPI」シリアル信号によるSOK(シリアルクロック信号) 、SM, SM(シリアルデータI /O信号) ●電源電圧：5V÷ 5%消費電流: 320ml MX (± 12V出力無負荷時) ●動作温度範囲: 0〜55　 (結露のないこと) ●基板寸法：107× 126mm取付穴寸法: 99× 118mm(4    3 5) ●基板材質：FR-4、1. &、4層基板基板質量：約75g
A/Dコンバータなどの資料について
この取り扱い説明書ではCAT323 ADC Bボード固有の事項についてのみ記述しています。 A/Dコンバータ(AD7738) 、シリアルEEPROM (25AA3204)の詳細な動作説明や使用方法、OPアンプ(OP2171) 、竜圧リファレンスI Q REF5020Aのスペックなどは各メーカーのWebサイトからデータシートをダウンロードしてご確認下さい。 ( A/DコンバータとシリアルEEPROMは、日本語の資料を入手できます）また、弊社のWbサイトにサンプルソフトなどを掲載していますのでご利用下さい。
SFIGロック同期式シリアル)信号
ボード上のA/Dロンバータ、シリアルEEPRMのアクセスはSPI (クロック同期式シリアル)通信で行ないます。（プロック図参照） SPI通信ではSCK(シリアルクロック)、SM(マスターアウト・スレープイン: MSI)、SM(マスターイン・スレープアウト: MSQの3本のシリアル・バス信号と、バスに接続されているSPIデバイスを選択するSS(スレープ・セレクト)信号を使用します。このボードにはSPI接続のA/DコンバータとシリアルEEPROc各1個実装していますので、SS1とSS2の２つのセレクト信号を使用します。本ボードのSPI通信はシフト先行、SCKの立下りでデータシフト、立ち上がりでデータラッチを行なうMce3で動作します。 SCKの周波数は2 5N駐以下で使用して下さい。SCKの周波数は2 5N駐以下であれば通信途中でも自由に変更できます。 [ SPI Mde3(1,1) SOK初期＝H 、シフト先行]
SPIデバイス選択レジスタのアドレスと内容
SHデバイス(A/Dロンバータ、シリアルEEPRO)を選択するSS1, SS2信号はデバイス選択レジスタに書き込む内容によりそれぞれイネープル/ディセープルできます。 イネープルにしたデバイスはSPI信号(SCK SMOSM)を使用してアクセスできます。（注意：SP1バスが衝突しますのでSS1とSS2を同時にイネープルにしないで下さい、)デバイス選択レジスタへの書き込みは普通のバラレル・バス信号で行ないます。通常の増設ボードのアドレス設定と同様にディップスイッチ【SW】で次のようにデバイス選択レジスタのアドレスの設定を行なって下さい。このボードではアドレスとしてA:11: O>の12ビットを使用してデコードしています。 上位4ビットAc11: &は[ 000B固定です。  Ac7: 4の4ビットをディップスイッチ【SW】で選んで、デバイス選択レジスタのアドレスを設定します。（【表1】参照）　下位4ビットAc3 Oは[ OOOB]固定です。
デバイス選択レジスタは、DQ D4 D5の3ビットのみ有効でこれ以外は無効なビットです。 DDビットでSS1、D4ビットでSS2のイネープル/ディセープルを行ない、 DBビットではシリアルEEPROVP*端子のコントロールを行ないます。なおDQ D4 D5ビットはライトのみ可能なビットで、バワーONなどのリセット時には"O'にイニシャライズされます。

リファレンス語語
リファレンスICから出力された2 048VをADコンバータAD7738のREFIN端子に供給しています。 (ADI738のリファレンス電圧は2 500Vが標準になっていますが、CAT323では2 048Vを使用しています) リファレンス電圧の調整が必要なときはマルチメータ等をテストピンの【VRF】と【AND】に接続して電圧を確認しながら、14回転型のトリ▽【VR1】で2 048sに合わせ込んで下さい。 (出荷時調整済) 【JP1】の"2-3間にジャンバを追加することでリファレンス(RF)を【ON】に出力できます。通常は" 1-4間のみジャンバして下さい。
入力信与の接触力法
A/Dコンバータの入力信号は、シングルエンド入力または差動入力のどちらでも使用できます。　シングルエンド入力で使用する場合には、各チャンネルのANAN期に信号を入力します。差動入力ではANO AINI、ANZ AINI ANI ANSIたはANB AINTIに信号を入力して下さい。(差動入力は最大4チャンネルになります)差動入力の場合でも入力機器のグランドと本ボードのアナログ・グランド(AND)は必ず接続して下さい。未接続にすると正しく測定できなかっりボードが損傷することがあります。
アナログ信号入力回路
CAT323のアナログ信号入力回路を以下に示します。  A/DロンバータAD7738の8チャンネルの各入力(AIN)には、オペアンプOP2177でバッファした入力信号を抵抗デバイダで1/5に分圧して入力しています。 (オペアンプは各チャンネル毎に実装しています)ローパスフィルタ各入力信号AN110Mの抵抗でANDにプルダウンしています。また過竜圧保護を兼ねた高周波ノイズ除去用のローバスフィルタをオペアンプ入力部に設けており、アナログ入力信号のカットオフ周波数は約28 4KLになります。オペアンプOP2177も含めた10Vステップ入力信号のセトリング時間[ Q 01%は約100μ Secです。オペアンプアナログ入力信号を高インビーダンスで受けるため、A/Dコンバータの入力バッファとしてオペアンプをゲイン１で使用しています。抵抗デバイタ入力信号の電圧レベルをA/DコンバータADIT38の入力レベルに合わせるため、バッファ後の入力信号を抵抗デバイダにより１／５に分圧し、 A/DロンバータのAINO〜7とAINOM端子をコモンモード竜圧の規定値以内に収めています。 ADの分解能AD7738は24ビットのAVDコンバータですがノイズを考慮した実用的な分解能(ビークtoビーク分解能)は入力信号の品質、入力レンジ、変換時間などに依存します。概ね14～18ビットが実用範囲になります。入力信号のレンジ入力レンジはソフトの設定でチャンネル缶に0～10 24V、± 10 24V, 0~+5  12V、±5  12V、0~2  56V、±2  56Vを選択できます。
入力拡張電圧範囲
AD7738のモードレジスタのビット(CLAN)を"O'にしてA/D変換すると、ノミナル竜圧範囲を多少超えた信号でも正しく変換されます。この時の変換データはチャンネル・ステータス・レジスタのSIGN-ORビットも考慮して下さい。(「AD変換例」参照 )

A/D 25次男

入力レンジ0～10 24V、分解能14ビット、 CLANPビット=O SI Gビット   ORビット   参考( 1G雑)
• 1LSB = 10 24 / 262144 = 39 0625μ V

AD7783のテャンネル・セットアップ・レジスタ
A/DコンバータADI738の「チャンネル・セットアップ・レジスタ」で内部バッファのイネープル/ディセープルの設定、シングルエンド入力/差動入力の設定、入力電圧範囲の設定などを行なうことができますが、  CAT323ボードでは内部バッファは常にイネープル(ビット7は"O')に設定して使用して下さい。またCAT323ではリファレンス電圧として2 048Vを使用していることや、 1/5分圧の抵抗デバイダを実装していますので入力竜圧範囲についてはAD7738のデータシートにある入力電圧範囲の表ではなく、次の表に従って設定を行なって下さい。入力電圧(V)   データ(16進)   SI GNピット  ORピット 参考(10進)

キャリブレーション
CAT323のゼロ、フルスケール・キャリプレーションは、AD7738が持っている3種類のキャリプレーションコマンドで行ないます。 ADC ZS(ゼロスケール)・セルフ・キャリプレーションAD7738自体が自動的にIO内部のA/D入力部を短絡してA/D内部回路のゼロスケール・キャリプレーションを実行します。キャリプレーションが完了するとADCゼロスケール・キャリプレーション・レジスタの内容が更新されます。このキャリプレーションはバワーON後に1度は実行する様にしておきます。（ADCゼロスケール・キャリプレーション・レジスタのデータは全チャンネルで共用します')チャンネルZS(ゼロスケール)・システム・キャリプレーション各チャンネル舐のゼロスケール・キャリプレーションを実行します。キャリプレーションするチャンネルの入力(AN)は前もってゼロスケール電圧(通常は入力レンジに関係なくON)にしておく必要があります。キャリプレーションが完了すると対応するチャンネル・ゼロスケール・キャリプレーション・レジスタの内容が更新されます。 (レジスタはチャンネル別に有りますので、使用するチャンネル毎にキャリプレーションして下さい)チャンネルFS(フルスケール)・システム・キャリプレーション各チャンネル缶のフルスケール・キャリプレーションを実行します。キャリプレーションするチャンネルの入力(AINには前もってフルスケール電圧を供給しておく必要があります。キャリプレーションが完了すると対応するチャンネル・フルスケール・キャリプレーション・レジスタの内容が更新されます。（このキャリプレーションも使用するチャンネル毎に行なって下さい) ①のキャリプレーションは電源の時に問題無く実行できますが②と③のキャリプレーションを電源Oのたびに行なうことは現実的ではありませんので、 ②と③のキャリプレーション・データは製品の出荷前に予め取得して本ボード上のシリアルEEPROMに書込んでおき、電源ON時にAD7738の該当キャリプレーション・レジスタにこの予め取得しておいたシリアルEEPROVテータを転送して使用する様にします。 「Hデバッガ」と専用ソフト(弊社\ebサイトよりダウンロード可)でキャリプレーション・データの取得とシリアルEEPROMへの書込みができます。
シリアルEEPROM
CAT323は32Kビット(4096× 8)、ベージサイズ空バイトのシリアルEEPRMを実装しています。このEEPROMには次表の様に製品出荷時に子めキャリプレーションデータを書き込んでありますが、ユーザが取得したキャリプレーションデータを追加書き込みして使用できます。
注意!！本製品を不適切な状態で使用されると発火･誤作動の可能性があり危険です●仕様範囲外の電圧を加えたり、過負荷で使用しないで下さい。 ●サージ、ノイズ等が本製品に加わらない様、十分なノイズ対策を行って下さい。 ●本製品は人命にかかわる状況や、極めて高い信頼性が要求される用途を目的として設計・製造されたものではありません。 AD7738のRDY*信号を使用してCAT300バスの割り込み信号(IRDF～ IROP')を駆動し、A/D変換やキャリプレーションの完了をOPUに知らせることができます。 A/D変換動作では変換が完了するとRDY*出力がLowレベルになり、いずれかのチャンネルまたは全てのチャンネルに未読データがあることを示します。またキャリプレーション動作ではキャリプレーションが完了するとRDY*出力がLowになります。 ROX*信号はアイソレータICで絶縁後ドライバICに入力しています。このドライバICの出力側はオープンコレクタになっていて、ディップスイッチ【SVZ】で選択したバスの割り込み信号線(IRQP～IRQP*)に接就されます。 AD7738のRDY*信号がLowになると【SV2】で選択された割り込み信号線がLovレベルになります。ディップスイッチ【SV2】は使用する割り込み要求信号のスイッチのみをONにし、他のスイッチはOFFにして下さい。また割り込みを使わない場合は全てのスイッチをOFFにして下さい。
コネクタのピン配列

・AND(アナロググランド)はA/D入力信号および＋12V、－12V出力のグランドです。システムのSV電源とは絶縁されています。 • +12V、－12V出力は100mまで外部で使用できます。
コネクタの型を