Generador arbitrario de señales por sintesis digital directa

Abstract

El objetivo de este proyecto fue la construcción de un Generador Arbitrario de Señales utilizando la técnica de Síntesis Directa Digital (D.D.S.), comandado por una computadora personal por medio del puerto paralelo, que permite seleccionar la forma de onda, la amplitud y la frecuencia de la señal de salida. El software necesario para su utilización se realizó en lenguaje Visual Basic. En los talleres de reparación, laboratorios de desarrollo e investigación y laboratorios de calibración o mantenimiento electrónico, suele ser necesaria la prueba o testeo de un equipo o de alguna etapa de este. Para este tipo de tarea es necesario poseer generadores de funciones que provean señales determinadas para obtener salidas conocidas. El generador ideal es uno de forma de onda arbitraria, es decir que pueda generar cualquier forma de onda, como así tambien poseer un amplio rango de frecuencia y excelente resolución en frecuencia y amplitud. Para obtener una excelente resolución en frecuencia y la posibilidad de generar formas de onda arbitrarias se utilizó la técnica denominada DDS (Direct Digital Synthesis; Sintesis Directa Digital), la cual utiliza un oscilador controlado numéricamente. El proyecto se implementó con un dispositivo de lógica programable de alta escala de integración, en el cual se integró toda la lógica necesaria. Dicho dispositivo es un CPLD (Complex Programmable Logic Device, Dispositivo Lógico Programable Complejo), con una capacidad de 7500 compuertas, el cual se programó mediante el software que entrega el fabricante. La cantidad de bits del oscilador controlado numéricamente es de 32 bits, con lo cual la resolución en frecuencia es de 0.00279 Hz. Los valores de amplitud de la señal digital se almacenan en una memoria RAM que tiene una capacidad de 32768 palabras y una resolución de 12 bits. La amplitud máxima de la señal de salida es de 2 Vp-p con una resolución de amplitud de 0.488 mV. La distorsión armónica del generador es de 0.15%. El Programa de Control del generador permite elegir la forma de onda a generar y la frecuencia de la misma. Dicho software incluye las señales clásicas prediseñadas (Senoidal, Rectangular, Triangular, Sinc, FSK, AM y FM) y cuenta con la posibilidad de que el usuario genere sus propias señales por medio de programas como Excel o Matlab, dando la capacidad al equipo de generar señales arbitrarias. Una vez cargada la forma de onda y la frecuencia el equipo queda funcionando en forma autónoma, permitiendo que la computadora personal se dedique a otras tareas. La frecuencia de referencia es de 12 MHz, con lo cual la frecuencia máxima para la salida senoidal es de 1,2 MHz al igual que las señales moduladas y las generadas por el usuario. En el caso de las señales Triangular, Rectangular y Sinc, la frecuencia máxima es de 250 KHz.