ELECTRÓNICA ANALÓGICA Resumen del uso del generador de señales Alumno: Luis Medardo Rodriguez Cuellar Docente: Eva Teresa Serrano Castro Grupo 4B de MAA Matricula: 5419101316 Actividad 2: Resumen del uso del generador de señales. Realizada el domingo, 20 de septiembre de 2020 UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE NUEVO LAREDO Luis Medardo Rodriguez Cuellar Electrónica Analógica domingo, 20 de septiembre de 2020 4B – MAA - 5419101316 Introducción ¿Cómo saber lo bien que funciona algún dispositivo, y si es eficiente o no? Es simple, se utiliza un generador de funciones y se prueba. Un generador de funciones, también conocido como generador de señales, comprobará si el dispositivo está en condiciones de funcionar correctamente y si cumple con los estándares requeridos. La función principal de los generadores de señales es generar distintas formas de onda con gran precisión en rangos de frecuencias desde unos pocos mHz hasta decenas de MHz. Las categorías básicas de los generadores de función son las siguientes: Analógicos: Utilizan un VCO (Oscilador controlado por tensión) para generar una forma de onda triangular de frecuencia variable. De este se obtienen formas sinusoidal y cuadrada. Digitales: Utilizan un convertidor D/A para generar la forma de onda desde valores almacenados en memoria. Normalmente las señales de máxima frecuencia son suministradas en seno o cuadrada y las triangulares y otras formas a frecuencia menor. Opciones básicas del generador de funciones Un generador de funciones por lo menos cuenta con lo siguiente: Opción para seleccionar o Tipo de onda o Impedancia de salida Controles de o ciclo de trabajo de la señal de salida o frecuencia de salida o amplitud de salida Figura 1 Panel frontal de un generador de funciones Salida auxiliar TTL, CMOS, etc. Interfaces LAN, USB, GPIB, etc. UT NUEVO LAREDO 1 Luis Medardo Rodriguez Cuellar Electrónica Analógica domingo, 20 de septiembre de 2020 4B – MAA - 5419101316 Figura 2 Diagrama de bloques de un generador de señal Generadores de función analógicos Características básicas: 1. Son más baratos 2. Son más simples 3. Son instantáneos (no conversiones de digital a análogo) Generadores de función digitales Características básicas: 1. Obtienen la frecuencia de la forma de onda de un oscilador de cristal de cuarzo altamente estable mediante técnicas digitales. 2. Es mas exacto y estable en frecuencia que un generador analógico 3. Pueden generar mas tipos de onda estándar 4. La técnica más utilizada es DDS (Direct Digital Synthesis) UT NUEVO LAREDO 2 Luis Medardo Rodriguez Cuellar Electrónica Analógica domingo, 20 de septiembre de 2020 4B – MAA - 5419101316 DDS La técnica más común para generar onda analógica en un generador digital es la síntesis digital directa. Figura 3 Diagrama de bloques de un generador DDS Características básicas de la técnica DDS: Tiene 2 entradas una digital de N bits y magnitud M(∆Phase) La salida del sintetizador es una señal seno análoga con frecuencia 𝑓𝑜 donde: 𝑀 𝑓𝑜 = 𝑁 𝑓𝑐 2 La resolución en frecuencia viene determinada por el número de bits N (La manera en la que la resolución puede alcanzar el rango de los µHz es precisamente por esto) Consta de cuatro bloques fácilmente distinguibles: 1. Acumulador de fase 2. Convertidor de fase a seno 3. DAC 4. Filtro UT NUEVO LAREDO 3 Luis Medardo Rodriguez Cuellar Electrónica Analógica domingo, 20 de septiembre de 2020 4B – MAA - 5419101316 Los bloques del DDS Acumulador de fase Es un sumador digital con incremento de cuenta programable por M(∆Phase), que representa el salto de fase que tiene lugar en la forma de onda de salida con cada ciclo de reloj. Con cada ciclo de reloj, la salida del acumulador de fase representa la fase de onda de seno de salida. La salida del acumulador de fase es una rampa digital con frecuencia igual al seno de salida Convertidor de fase a seno Es una tabla con valores fase/magnitud de onda, entra un valor del acumulador, el algoritmo convertido lo convierte en un valor para interpretarlo en forma de señal. DAC Una vez generada la señal se pasa al convertidor que mediante un algoritmo convierte los datos en señal análoga. Filtro La conversión digital/analógico utiliza la técnica sample&hold y da lugar a una señal en el dominio del tiempo “en escalera”. En la figura se ilustra la situación de un seno muestreado 20x su frecuencia. Figura 4 Ejemplo de la técnica Sample/Hold UT NUEVO LAREDO 4 Luis Medardo Rodriguez Cuellar Electrónica Analógica domingo, 20 de septiembre de 2020 4B – MAA - 5419101316 AWG Un Generador de Forma de Onda Arbitraria, AWG, es una forma especializada de generador de funciones que es capaz de generar formas de onda a partir de un conjunto de valores introducidos. Los AWG se utilizan en muchas aplicaciones en las que se requieren formas de onda especializadas. Estas pueden estar dentro de toda una variedad de sectores de la industria. El diagrama es similar al DDS pero tiene mas memoria porque la tabla de formas de onda tiene que tener mas tipos de onda, y los sistemas de disparo son mas sofisticados por las ondas extrañas que pueden hacer. Figura 5 Ejemplo de tipos de ondas generables en un generador de señal arbitrario. UT NUEVO LAREDO 5