高萊盒探測器(Golay cell)數采模塊 (GC‑USBPC/1)軟件操作教程

用於(yu) Golay cell的數字單元GC‑USBPC/1是用於(yu) 從(cong) 高萊探測器獲取數字數據的設備。本質上，它是一個(ge) 帶有一些信號預處理（即高通濾波和放大/衰減）的精密模數轉換器（ADC），它將來自高萊探測器的模擬信號轉換為(wei) 數字形式通過USB接口將其傳(chuan) 輸到PC。

開始之前

係統要求

帶有空著的 USB 1.1 或2.0 端口的 PC，係統要求運行 Microsoft Windows XP / Windows Vista / Windows 7，安裝了 Oracle Java Runtime Environment (JRE) 1.6.0 或更高版本，10M 可用硬盤空間用於(yu) 軟件安裝（如果是 JRE，則為(wei) 90M尚未安裝）。

硬件設置

打開 PC。使用USB A-B 電纜將數字單元連接到空閑的 USB 端口。應出現 Windows“發現新硬件"消息。無需安裝任何特定於(yu) 設備的驅動程序，Windows 將自動使用標準 HID 類驅動程序。要執行數據采集，請使用帶有BNC連接器的同軸電纜將數字單元連接到Golay cell輸出。

軟件安裝

運行 GolayFrontend_Setup.exe。按照安裝向導的步驟進行操作。安裝的默認路徑是 C:\PROGRAM FILES\TYDEX\GOLAY。開始菜單文件夾Tydex將在安裝過程中創建，其中包含程序可執行文件（Golay sensor ADC frontend）和卸載程序的快捷方式。

使用軟件

要啟動軟件，請單擊文件夾 Tydex 中的項目 Golay sensor ADC frontend Windows 開始菜單。主應用程序窗口出現。

Device control bar

這是主窗口右側(ce) 的一個(ge) 區域，其中具有各種設備控製功能的按鈕被分組。

Connect。按下此按鈕可初始化 PC 和數字單元之間的通信。如果操作成功，按鈕標題更改為(wei) Disconnect， 並且按鈕Reset、Start和Copy data to clipboard變為(wei) 可操控狀態。按下Disconnect按鈕關(guan) 閉 PC 和數字單元之間的通信。

Reset。按下此按鈕可關(guan) 閉 PC 與(yu) 數字單元之間的連接並重置數字單元，即重新啟動其內(nei) 部固件並將前置放大器增益設置為(wei) 默認初始值狀態。

Start。按此按鈕開始數據采集。這樣做時，按鈕標題更改為(wei) Stop。按Stop按鈕停止數據采集。

Copy data to clipboard。按此按鈕可將當前圖形下的數值數據複製到Windows 剪貼板。複製的數據格式由當前圖表決(jue) 定。

External gain。該組中的按鈕選擇外部（相對於(yu)  ADC 芯片）前置放大器的增益。

Internal gain。該組中的按鈕選擇內(nei) 置於(yu)  ADC 芯片中的前置放大器的增益。

總前置放大器增益是External gain和Internal gain的乘積。例如，如果選擇10x的External gain和16x的Internal gain，則總前置放大器增益為(wei) 10×16 = 160。

為(wei) 了實現最高精度的 AD 轉換，建議選擇整體(ti) 前置放大器增益，使放大後的信號盡可能跨越 ADC 輸入範圍。 ADC 本身接受Vp-p幅度為(wei)  5V 的信號。因此，例如，如果來自 Golay cell的信號具有 2 mV 的 AC 幅度Vp‑p ，則理想的前置放大器增益將為(wei) 5 / 0.002 = 2500。可能的最佳外部/內(nei) 部增益組合為(wei)  100x/16x，即總前置放大器增益為(wei)  1600。在這種情況下，放大的信號跨越整個(ge)  ADC 輸入範圍的大約 2/3。請注意，如果來自 高萊盒探測器的信號的Vp-p幅度和總前置放大器增益的 乘積超過 5V，則會(hui) 發生放大器飽和，從(cong) 而導致錯誤測量。

Waveform tab 

此選項卡中的圖表是由 ADC 數字化的輸入信號的實時表示。水平軸以毫秒為(wei) 單位表示時間，以伏特為(wei) 單位表示垂直軸信號幅度。 垂直刻度自動調整以跨越假設的輸入信號幅度範圍（即 ADC 輸入範圍 × 前置放大器增益 = 5V × 外部增益 × 內(nei) 部增益）。

Samples # 列表框用於(yu) 選擇波形片段中的樣本數，即瞬間顯示在圖表中。

如果未選中Trigger複選框，則在繪製在Samples #列表框中選擇的長度的波形片段後，從(cong) ADC數字化的下一個(ge) 樣本開始，程序會(hui) 立即繪製下一個(ge) 片段。這可能導致波形沿水平軸“運行"。如果選中Trigger複選框，則在繪製下一個(ge) 波形片段之前，程序會(hui) 等待輸入信號在其上升沿過零幅度，因此圖中顯示的波形片段始終具有相同的初始相位，從(cong) 而產(chan) 生穩定的畫麵。

紅色和藍色光標可用於(yu) 標記特定級別的信號幅度。如果Autoset cursors複選框未選中，您可以使用圖形右側(ce) 的滑塊獨立移動光標。如果選中Autoset cursors，則光標會(hui) 自動粘在圖中存在的信號幅度的最大和最小級別。

右下角的數字表示信號Vp-p和 Golay cell吸收的相應能量。電壓/能量比是給定 高萊盒探測器的個(ge) 體(ti) 特性， 並受校準程序的約束；程序中使用的相應值可能會(hui) 改變（見下文）。

Spectrum tab

此選項卡中的圖表表示輸入信號的窗口化FFT頻譜。水平軸是頻率，垂直軸是輸入信號的頻譜密度，單位為(wei) 伏特RMS（均方根），與(yu) 頻率區間寬度的平方根相關(guan) ，Hz。光標可用於(yu) 標記頻率軸上的特定位置。您可以使用圖表下方的滑塊移動它。光標位置和相應的光譜密度讀數顯示在選項卡的右下角。

FFT points # 列表框用於(yu) 選擇頻譜計算中涉及的樣本數，即頻譜中的點數。

Window 列表框用於(yu) 選擇 WFFT 的窗口形式。選項是Rectanglar，Hamming和Flat top。

Zoom 列表框用於(yu) 選擇沿光譜密度軸的縮放。雖然根據前置放大器增益設置進行自動比例調整，但可能需要手動調整比例以區分信號的某些頻譜特征。

        Averages # 列表框用於(yu) 選擇累積和平均的後續光譜的數量。平均次數越多，頻譜越平滑，沒有隨機噪聲和其他偽(wei) 影。請注意，如果輸入信號的頻譜在測量期間由於(yu) 某種原因發生變化，則增加平均次數也會(hui) 增加建立時間。

Time series tab

此選項卡中的圖表表示電壓和 Golay cell吸收的相應能量對時間的依賴性。橫軸是時間（即根據PC內(nei) 部時鍾的一天中的時間），縱軸是使用電壓/能量比值計算的RMS電壓和吸收能量。

Time interval 列表框用於(yu) 選擇圖形中兩(liang) 個(ge) 相鄰點之間的時間。

Show 列表框用於(yu) 選擇圖表中顯示的時間序列的長度。

Zoom 列表框用於(yu) 手動選擇沿垂直軸的縮放。

Source 列表框用於(yu) 選擇電壓和能量值計算的源。如果選擇Waveform，則使用由波形確定的Vp-p值，電壓應為(wei) 2^-1/2Vp-p。請注意，這種絕對RMS電壓計算方法隻有在輸入信號是正弦且具有恒定幅度時才是準確的，或者至少它的所有頻譜分量都可以忽略不計；否則這種方法可能隻給出電壓和吸收能量的相對變化。如果選擇Spectrum，則RMS電壓應該是Spectrum tab中光標位置處的頻譜密度值。

Avg points 列表框用於(yu) 選擇多個(ge) 點來計算移動平均值時間序列，在嘈雜或不穩定的環境中工作時很有用。

如果選中Noise correction複選框，則會(hui) 執行電壓/吸收能量值校正，即從(cong) 計算的RMS電壓值中減去與(yu) 附加噪聲相關(guan) 的一些常數值。

按Clear all按鈕清除所有時間序列數據並重新開始記錄。

Program main menu

File menu

Save time series data - 將數據保存在Time series中的圖表下。

Exit - 退出程序。

Tools menu

Detect overload - 檢查時，如果超過過載能量閾值，警告信息出現在主應用程序窗口的右下角。

Set volt/watt scale – 打開一個(ge) 對話框窗口，可以在其中設置電壓/能量比。

Set noise correction level - 打開一個(ge) 對話框窗口，可以在其中設置附加噪聲水平以進行進一步的測量值校正。

Set overload threshold - 打開一個(ge) 對話框窗口，可以設置過載能量閾值。

DFU mode - 將數字單元置於(yu) 固件升級模式。這可用於(yu) 進一步固件更新的應用。要將設備置於(yu) 正常操作模式，隻需將其從(cong)  USB 端口斷開，然後重新連接即可。

Help menu

About... - 顯示關(guan) 於(yu) 軟件版本的一般信息的關(guan) 於(yu) 框。

注意：

親(qin) 愛的用戶，

您已獲得軟件版本為(wei)  9.0 的 GC‑USBPC/1 模塊。我們(men) 想通知您，它不是軟件的最終版本。我們(men) 正在努力實現附加功能，以便現在使用我們(men) 的設備實現最佳工作。在最近的幾個(ge) 月內(nei) ，我們(men) 將準備新版本的軟件，您將通過電子郵件免費獲得一個(ge) 。

如果您想在我們(men) 的軟件中為(wei) 您的工作獲得一些特殊選項，或者您希望在我們(men) 的軟件中更改某些內(nei) 容，請向我們(men) 發送您的建議。我們(men) 將嚐試準備具有所需功能的程序。我們(men) 很高興(xing) 收到您的任何意見。

誠摯的問候，

Eachwave。