Analizador de Espectro utilizando una Tarjeta PCI basada en DSP`S

Abstract

El campo de la instrumentación virtual es cada vez más amplio, donde podemos emplear diversos instrumentos como voltímetros, osciloscopios, amperímetros, entre otros. Uno de estos instrumentos es el analizador de espectro, que muestra una señal en el dominio de la frecuencia, usado en muchos campos de la ciencia como la medicina, la acústica, la sismología, y otros. El desarrollo de un analizador de espectro utilizando una tarjeta PCI basada en DSP's es descrito en el presente trabajo. Dicha tarjeta realiza el análisis espectral de una señal eléctrica utilizando un convertidor ADC, una memoria, un DSP y una interfaz PCI, en combinación con los recursos de una computadora personal. La tarjeta se conecta al bus PCI de la computadora y a través de una interfaz gráfica despliega el espectro en la pantalla. La tarjeta PCI utiliza el convertidor de señal analógica a señal digital para obtener muestras de la señal eléctrica. El procesamiento de las muestras para obtener la estimación de la potencia del espectro de la señal, se realiza con la Transformada Rápida de Fourier (FFT) a través de un DSP y una memoria que se encuentran en la tarjeta. Los datos que contienen el espectro de la señal son almacenados temporalmente en dicha memoria y transferidos al CPU de la computadora con la ayuda de un controlador para el bus PCI. En la computadora se desarrolló un programa que se encarga de recibir los datos que contienen el espectro de la señal y los despliega en la pantalla de la computadora. De esta manera, se proporciona un instrumento de medición que utiliza los recursos de una computadora. // As the virtual instrument field becomes broader, we can use many instruments such as voltmeters, oscilloscopes, ammeters, and others. One of these is the spectrum analyzer, which shows an input signal at frequency domain. It is used in many science fields like Medicine, Acoustics, Seismology, Speech Recognition and others. A spectrum analyzer using a DSP-based PCI board is described in this thesis. This one performs spectral analysis of an input signal using a board containing an ADC, memory, a DSP and a PCI interface that goes inside a PC. The board plugs into a computer PCI bus and through a graphic interface displays the spectrum on screen. The PCI board uses an ADC to get electric signal samples. Then the power spectrum estimation is obtained processing the samples through the Fast Fourier Transform (FFT) using the board’s DSP and memory. Spectrum data are provisionally stored in memory and transferred to the CPU using a PCI bus controller. A spectrum analyzer program reads the spectrum data from PCI board and displays it on screen. In this way, a measurement instrument that uses PC resources is accomplished.