control remoto de un generador de ondas mediante interfaz gráfico ...

UNIVERSIDAD DE CASTILLA - LA MANCHA

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR

DE INGENIEROS INDUSTRIALES

CIUDAD REAL

PROYECTO FIN DE CARRERA Nº 12-12-201710

CONTROL REMOTO DE UN GENERADOR DE ONDAS

MEDIANTE INTERFAZ GRÁFICO EN LABVIEW

Autor:

ANTONIO JUÁREZ HUERTAS

Director del proyecto:

GONZALO RODRÍGUEZ PRIETO

Febrero 2012

Antonio Juárez Huertas

2

A mis padres Antonio y Rosi, y a mi hermano Alberto, por su apoyo incondicional.

…a todos los que alguna vez creyeron en mí…

AGRADECIMIENTOS


3

Índice general

1. INTRODUCCIÓN 10

2. DESCRIPCIÓN DEL GENERADOR DS340 13

2.1. El generador de ondas DS340. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

2.2. Los protocolos de comunicación del DS340. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

2.2.1. RS-232. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

2.2.2. GPIB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

3. PROGRAMACIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL 19

3.1. Entorno de programación del lenguaje Labview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

3.2. Diseño y desarrollo del software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21

3.2.1. Descripción de la aplicación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

3.2.2. Interfaz gráfica y programación de los bloques. . . . . . . . . . . . .23

ÍNDICE GENERAL


4

3.2.2.1. Señal Estándar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24

3.2.2.2. Señal arbitraria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29

3.2.2.3. Osciloscopio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34

3.2.3. Funcionamiento de la aplicación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38

4. VERIFICACIÓN Y APLICACIÓN EN UN ENSAYO 49

4.1. Descripción de las pruebas realizadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49

4.2. Resultados obtenidos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50

5. CONCLUSIONES 63

ANEXO A: REFERENCIAS 65

ANEXO B: MANUAL DE USUARIO 67

ANEXO C: ESPECIFICACIONES DEL GENERADOR 74

ÍNDICE GENERAL


5

Índice de figuras

2.1. Conector RS-232 de 25 y de 9 pines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.2. Conexión entre ordenador y generador DS340. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.3. Conector GPIB-USB Agilent 82357 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18

3.1. Panel Frontal en Labview representando un sumador simple. . . . . . . . . . . . .20

3.2. Diagrama de Bloques en Labview del sumador simple anterior. . . . . . . . . . . 21

3.3. VI Principal o módulo “Señal Estándar”. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

3.4. Parámetros de la Señal Estándar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24

3.5. Órdenes a la Señal Estándar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

3.6. Dirección GPIB. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

3.7. Pantalla de visualización de la onda estándar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26

3.8. Señal Estándar definida por el usuario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

3.9. Módulo “Señal Arbitraria”. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

3.10. Selección de la frecuencia de muestreo y del número de puntos. . . . . . . . . .29

3.11. Vector de puntos de la onda arbitraria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

3.12. Pantalla de visualización de la onda arbitraria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32

3.13. Señal Arbitraria definida por el usuario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

3.14. Módulo “Osciloscopio”. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

3.15. Selector de escala horizontal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

ÍNDICE DE FIGURAS


6

3.16. Selector de canales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

3.17. Selector de escala vertical. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36

3.18. Selector de onda del canal 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

3.19. Ejemplo de visualización mediante osciloscopio virtual. . . . . . . . . . . . . . . . 38

3.20. Bloque Enviar desde Estándar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41

3.21. Bloque VI del DS340. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42

3.22. Bloque de escritura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43

3.23. Bloque Opción Gráfica de la onda arbitraria (parte izquierda). . . . . . . . . . 44

3.24. Bloque Opción Gráfica de la onda arbitraria (parte derecha). . . . . . . . . . . 44

3.25. Bloque Número de Puntos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45

3.26. Bloque Frecuencia de Muestreo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45

3.27. Bloque Guardar Arbitraria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46

3.28. Bloque Guardar Archivo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46

3.29. Bloque Cargar Estándar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46

3.30. Bloque Osciloscopio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47

3.31. VI Osciloscopio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48

4.1. Señal de prueba senoidal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

4.2. Señal de prueba cuadrada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

4.3. Señal de prueba triangular. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54

4.4. Señal de prueba arbitraria 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

4.5. Señal de prueba arbitraria 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

ÍNDICE DE FIGURAS


7

B.1. Barra de Inicio de la aplicación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

B.2. Botón de Stop. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69

ÍNDICE DE FIGURAS


8

Índice de tablas

T1. Funciones más habituales en un generador de ondas arbitraria. . . . . . . . . . . 14

T2. Características principales del interfaz GPIB. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

T3. Valores de prueba obtenidos para la señal senoidal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51

T4. Valores de prueba obtenidos para la señal cuadrada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53

T5. Valores de prueba obtenidos para la señal triangular. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

T6. Valores de prueba obtenidos para la señal arbitraria 1. . . . . . . . . . . . . . . . . .56

T7. Valores de prueba obtenidos para la señal arbitraria 2. . . . . . . . . . . . . . . . . .57

ÍNDICE DE TABLAS


9

Índice de gráficas de error

G1. Error relativo de la onda senoidal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58

G2. Error relativo de la onda cuadrada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59

G3. Error relativo de la onda triangular. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

G4. Error relativo de la onda arbitraria 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60

G5. Error relativo de la onda arbitraria 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60

G6. Error relativo de las señales estándar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61

G7. Error relativo de las señales arbitrarias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62

ÍNDICE DE GRÁFICAS


10

Capítulo 1

INTRODUCCIÓN

En la actualidad, uno de los principales problemas a los que se enfrenta la humanidad

es la escasez de recursos energéticos para abastecer a la población mundial. Esta falta de

recursos energéticos viene dada por el agotamiento de los combustibles fósiles, así como por

el escaso rendimiento energético de las actuales fuentes renovables de energía (solar, eólica,

geotérmica…). El futuro energético, nos guste o no, viene determinado por la utilización de la

energía nuclear que tanto rechazo social causa en nuestra sociedad.

Los sistemas actuales de generación de energía nuclear están basados en la fisión del

átomo [1], que producen energía con la generación de unos residuos de gran actividad

radioactiva que pueden causar catástrofes medioambientales. Otro proceso de obtención de

energía atómica viene dado por la fusión de núcleos. Esta forma de energía está aún por

desarrollar, ya que presenta varios problemas que no están resueltos.

Uno de estos problemas es la gran cantidad de energía que hay que suministrar al

átomo. Una energía que podría reducirse de forma considerable si el sistema no contara con

inestabilidades, las cuales al perturbar el sistema provocan un gasto energético. Dentro de las

perturbaciones e inestabilidades, una de las más importantes es la inestabilidad de Rayleigh-

Taylor, que básicamente describe la tendencia de un fluido más denso a mezclarse con uno

menos denso bajo la acción de una fuerza paralela a la superficie de contacto de ambos

fluidos cuando la fuerza es ejercida desde el fluido más denso hacia el más ligero [2].

CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN


11

Actualmente, en el Instituto de Investigaciones Energéticas y Aplicaciones Industriales

(INEI), se llevan a cabo experimentos científicos que intentan controlar o minimizar de

alguna forma la inestabilidad de Rayleigh-Taylor mediante la aplicación de vibraciones

ondulatorias a probetas con varios fluidos en su interfaz. Este experimento cuenta con la

ayuda de estudiantes de Ingeniería Industrial de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros

Industriales de Ciudad Real, que con sus proyectos fin de carrera como el presente, ayudan a

los docentes a poder ejercer su labor investigadora.

En este proyecto se plantea la realización de un interfaz gráfico intuitivo con el que

poder generar dichas vibraciones con un generador de ondas arbitrario, para las que la interfaz

gráfica será el sistema de control.

En el desarrollo de esta aplicación se ha empleado el entorno de programación

Labview, lo que ha obligado a dedicar una parte de tiempo importante al aprendizaje del

mismo. Labview es un entorno gráfico de programación orientado al control de instrumentos

y adquisición de datos mediante un PC que permite crear de una manera sencilla instrumentos

virtuales [3]. En este proyecto se ha creado un instrumento virtual que permite tanto controlar

desde el ordenador el generador DS340, como acceder a las principales funciones de este.

La comunicación entre ordenador e instrumento ha sido posible gracias a la utilización

del bus GPIB. El bus GPIB es una interfaz que fue diseñada en la década de los 60 por

Hewlett-Packard, de ahí la procedencia de su nombre inicial (HP-IB) [4].

Esta memoria se estructura de la siguiente manera:

En este primer capítulo, se realiza una pequeña introducción al proyecto.

A continuación, en el segundo capítulo, hay una descripción del generador de

ondas arbitrario, así como un análisis de las necesidades. El objetivo del

capítulo es concretar cada una de las funciones que necesitaremos para el

desarrollo de la interfaz.

En el tercer capítulo, se describe la programación de las funciones descritas

anteriormente y su fusión en la interfaz gráfica.

El cuarto capítulo presenta las pruebas realizadas para verificar que el

funcionamiento de la aplicación es el adecuado.



12

En el quinto y último capítulo, se elaboran unas conclusiones sobre el proyecto

así como un bosquejo del trabajo futuro a realizar.



13

Capítulo 2

DESCRIPCIÓN DEL GENERADOR DS340

Uno de los principales objetivos del proyecto es que la aplicación nos permita generar

una señal arbitraria completamente definida por el usuario con la finalidad de usarla como

señal de entrada en la mesa vibratoria empleada en el estudio de la estabilización dinámica de

la inestabilidad de Rayleigh-Taylor.

Para poder cumplir con los objetivos descritos, se ha desarrollado una interfaz gráfica

de control del generador de ondas en Labview, que permite controlar el generador de ondas

DS340 de la compañía Stanford Research Systems mediante el uso de un ordenador.

Necesitaremos una aplicación que permita acceder a las funciones básicas del

generador DS340, es decir, a los parámetros modificables manualmente del mismo, de

manera que lo podamos hacer gráfica e intuitivamente. De esta forma, se pueden crear señales

totalmente definidas por el usuario.

Asimismo, la aplicación deberá leer señales desde un archivo previamente creado y

guardado en la memoria del ordenador. Por último, debe disponer de un osciloscopio virtual

en el que se mostrarán las ondas creadas y enviadas al generador DS340.

CAPÍTULO 2. DESCRIPCIÓN DEL GENERADOR DS340


14

2.1. El generador de ondas DS340

El dispositivo que hemos de controlar es un generador de funciones de ondas

arbitrarias. Normalmente, este tipo de aparatos disponen de un amplio abanico de

funcionalidades, entre las cuales las más destacables se reseñan en la Tabla T1.

Funciones habituales de un generador de ondas

Producir señales oscilatorias habituales (senoidal, cuadrada, triangular, etc.)

Ajustar la frecuencia de trabajo de la señal de salida

Ajustar la amplitud de trabajo de la señal de salida

Ajustar el offset de la señal seleccionada

Realizar barridos de frecuencia o amplitud

Crear nuestra propia señal arbitraria

Tabla T1. Funciones más habituales en un generador de ondas arbitrario.

En nuestro sistema, el generador de funciones a utilizar ha sido el DS340 de Stanford

Research, un generador estándar para todo tipo de aplicaciones. En este proyecto también se

ha empleado un osciloscopio digital, del cual por ser un instrumento estándar no se harán más

comentarios a lo largo de este proyecto.

La elección de este generador ha sido por dos motivos principales: es uno de los

generadores más completos de los que se dispone en el laboratorio, y los programas de control

que permiten la comunicación mediante el sistema GPIB ente el generador y el ordenador

están ya programados para el lenguaje Labview1.

1 Se puede obtener de la página web:

http://sine.ni.com/apps/utf8/niid_web_display.model_page?p_model_id=771

2.1. EL GENERADOR DE ONDAS DS340


15

Entre las principales prestaciones de las que dispone el generador DS340, se

encuentran la posibilidad de generar cinco tipos de onda estándar (senoidal, cuadrada, rampa,

triangular y ruido), así como un rango de frecuencias posibles de trabajo desde 1 µHz hasta

15 MHz y una amplitud máxima de señal de 20 V en valor pico-pico.

En cuanto a la precisión y resolución del mismo, el DS340 permite una precisión de

hasta un 2% tanto en frecuencia como en amplitud y una resolución de hasta 3 dígitos en las

magnitudes que se le suministren. Es importante reseñar también que una onda arbitraria se

puede definir con un valor mínimo de 8 puntos y un máximo de 16000 puntos.

Los protocolos de comunicación soportados por el generador de ondas DS340 son la

interfaz RS-232 y el protocolo GPIB.

2.2. Los protocolos de comunicación del DS340

Para poder controlar el generador DS340 mediante nuestro ordenador, es necesario

que exista una comunicación entre ambos. Esta comunicación se puede conseguir en el

generador DS340 mediante dos interfaces, la RS-232 y la GPIB. Ambas se explicarán en esta

sección, con especial énfasis en el protocolo o interfaz GPIB por ser el escogido para la

realización de este proyecto

2.2.1. RS-232

La interfaz RS-232 designa una norma para el intercambio de datos digitales entre dos

equipos [5], en nuestro caso el generador de ondas y un PC con el sistema operativo Windows

XP o equivalente. Dentro de las características del sistema de comunicaciones RS-232 pueden

destacarse:

Trabaja en distancias cortas de no más de 15 metros.

Está diseñado para velocidades de comunicación bajas, de no más de 20 kb/s.

El protocolo RS-232 admite conectores de nueve y veinticinco pines, cada uno

con una función específica asignada, fig. 2.1.

2.2. LOS PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN DEL DS340


16

Figura 2.1. Conectores RS-232 de 25 y de 9 pines. [De la web

http://es.machinetoolhelp.com/Applications/RS232Communications.html]

No se ha empleado en la realización de este proyecto por la falta de elementos

estándar disponibles y también por la antigüedad del mismo, que aconseja el uso de

estándares más extendidos en la industria, como el GPIB. Hay además otras razones que

aconsejan el uso del protocolo GPIB que serán reseñadas posteriormente.

2.2.2. GPIB.

La interfaz GPIB es un estándar de transmisión digital de datos que nos permite

conectar dispositivos de test y medida con otros dispositivos que los controlen, como la

conexión entre el DS340 y el ordenador. El esquema de conexión es simple (Figura 2.2). El

generador de ondas se conecta por su parte trasera a un cable GPIB. Este se conecta al

ordenador mediante un transformador de señal GPIB a USB, ver fig. 2.3.

Figura 2.2. Conexión entre ordenador y generador DS340.

2.2. LOS PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN DEL DS340


17

El proyecto emplea la interfaz GPIB debido principalmente a su elevada velocidad de

transmisión con respecto al RS-232 y su empleo más habitual en la industria y la facilidad de

programación que posee.

La historia del protocolo GPIB comienza en la década de los 60. La compañía

Hewlett-Packard que fabricaba instrumentos de medición y control, desarrolló el HP-Interface

Bus (HP-IB), una interfaz que permitía una fácil conexión entre instrumentos y controladores.

Utilizaba un simple bus paralelo y varias líneas de control individual [4]. Unos años más

tarde, la generalización del mismo causó que se transformara en el General Purpose Interface

Bus (GPIB o bus de interfaz de propósito general en inglés).

Actualmente existe un estándar llamado IEEE-488 que cubre este bus [6]. Las

principales características de esta interfaz vienen reflejadas en la Tabla T2.

Características Interfaz GPIB

Máxima velocidad de transmisión de 8 Mbps

Bus de datos de 8 bits transmitidos en paralelo

Sincronización de hasta 15 dispositivos bajo la misma red de control

Conector de 24 pines, cada uno con una función específica asignada

Tabla T2. Características principales del interfaz GPIB.

Como ya se comentó previamente, el cable GPIB está conectado a un interfaz USB

para su conexión con el ordenador. El sistema comercial empleado en el proyecto es el

Agilent 82357, mostrado en la fig. 2.3 ya citada.

2.2. LOS PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN DEL DS34O


18

Figura 2.3. Conector GPIB-USB Agilent 82357. [De la web

http://www.testequity.com/products/989/]

Para poder acceder a cada dispositivo, el protocolo GPIB establece una dirección que

va desde los valores 00 a 30. El generador DS340 viene preinstalado con la número 12, pero

esta dirección puede ser cambiada por el usuario mediante una opción del panel frontal de la

aplicación de control remoto del DS340 desarrollada en este proyecto.

2.2. LOS PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN DEL DS34O


19

Capítulo 3

PROGRAMACIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL

En este capítulo se presenta el programa creado para poder ejercer el control del

generador DS340. Tras una breve introducción al Labview y sus características, el capítulo

desarrolla tanto la parte gráfica como la programación realizada para este proyecto.

La interfaz gráfica se ha desarrollado en inglés para favorecer su uso por parte de

personal temporalmente adscrito al laboratorio.

3.1. Entorno de programación del lenguaje Labview

La aplicación gráfica de control objeto de este proyecto ha sido realizada en el

lenguaje de programación de Labview, debido a la facilidad que proporciona para la

programación de aplicaciones simples en un corto intervalo de tiempo. Esto se logra mediante

el uso de bloques pre-programados que se enlazan unos con otros en un entorno gráfico, fácil

de aprender. En esta sección se explican brevemente los elementos básicos del entorno de

programación Labview.

Este entorno fue creado en 1976 por National Instruments para funcionar únicamente

sobre máquinas MAC. Posteriormente, se incorporó su uso a las plataformas Windows, Unix

y Linux [7].

CAPÍTULO 3. PROGRAMACIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL


20

Una definición más completa precisa que se trata de una herramienta gráfica para el

test, control y diseño de diversos instrumentos digitales mediante la programación de varias

funciones en un lenguaje propio. Al lenguaje que Labview utiliza para programar se

denomina Lenguaje G, debido a que es una programación gráfica. A los programas que se

crean con este entorno se les denomina VI (Virtual Instrument), lo que nos hace intuir que su

principal aplicación es el control de instrumentos de manera virtual, como ya se comentó en

las líneas anteriores.

La característica que lo distingue del resto de entornos de programación es que un

usuario es capaz de realizar programas con un cierto grado de complejidad con una rapidez

que le sería imposible de obtener en otros entornos de programación similares, debido a que la

programación gráfica hace que la creación de programas sea más intuitiva.

Un VI o un programa de Labview se divide en dos partes:

1) Panel Frontal o Front Panel:

En esta parte, el usuario crea la interfaz o interfaces gráficas del programa

según el diseño requerido, es decir, esta parte será la que se visualice cuando se

ejecute el programa. Por lo tanto contiene todos los botones, gráficos, tablas,

indicadores, etc., necesarios para el control requerido.

Un ejemplo de panel frontal simple se presenta en la figura 3.1, donde dos

valores llamados “Valor 1” y “Valor 2” se pueden cambiar y su valor se suma,

presentándose en la etiqueta “Resultado”.

Figura 3.1. Panel Frontal en Labview representando un sumador simple.

3.1. ENTORNO DE PROGRAMACIÓN DEL LENGUAJE LABVIEW


21

2) Diagrama de Bloques o Block Diagram:

En esta parte, el usuario desarrolla toda la programación, es decir, los

elementos del Panel Frontal aparecen ahora como parte de los bloques que

pueden ser usados directamente junto con los elementos no visibles para

realizar las operaciones necesarias. El diagrama de bloques del sumador

anterior es la figura 3.2, donde se aprecia el bloque sumador y cómo envía el

resultado a la etiqueta llamada “Resultado”.

Figura 3.2. Diagrama de Bloques en Labview del sumador simple anterior.

3.2. Diseño y desarrollo del software

En esta sección, se detallará el proceso de diseño así como los pasos seguidos para

desarrollar un software que cumpla con los objetivos propuestos inicialmente. Se prestará

especial atención a las funciones desarrolladas, explicando con claridad su funcionamiento

interno. Finalmente, es importante señalar la creación de un archivo ejecutable de la

aplicación, para cumplir con el requisito secundario de usar la aplicación en cualquier

ordenador sin necesidad de tener instalado previamente el entorno de programación Labview.

Esto ahorra tiempo, espacio en disco duro y dinero, ya que únicamente mediante la instalación

de un ejecutable de pequeño tamaño, podemos disponer de la aplicación en cualquier

ordenador sin necesidad de extender la licencia del Labview.

3.2. DISEÑO Y DESARROLLO DEL SOFTWARE


22

3.2.1. Descripción de la aplicación

El programa no sólo permite elegir la señal estándar que desee el usuario de entre

todas las que soporta el generador, sino que también permite definir completamente esa señal

introduciéndola con el ratón del ordenador o mediante el teclado, punto a punto. Así mismo,

podemos visualizar en todo momento las señales que se han generado o enviado en un

osciloscopio virtual en la misma aplicación.

El programa de control se puede dividir en tres partes cada una con una pestaña

asignada en la interfaz gráfica. Las funciones que tiene cada pestaña y que se explicarán en las

páginas posteriores son:

Señal estándar

Introducir el puerto donde está conectado el instrumento, posee como

puerto predefinido por defecto el número 12.

Selección del tipo de onda predefinida a generar.

Selección de frecuencia, amplitud y offset deseados.

Guardar una onda predefinida.

Cargar una onda predefinida.

Señal arbitraria

Selección de la frecuencia de muestreo de la onda arbitraria.

Número de puntos a introducir para definir la onda arbitraria.

Selección de la frecuencia, que depende del número de puntos.

Guardar una onda arbitraria en un archivo.

Leer una onda arbitraria desde un archivo

Osciloscopio

Control simultáneo de dos ondas mediante canales de visualización

independientes.

Ajuste de frecuencia y amplitud de la pantalla de visualización.

3.2.1. DESCRIPCIÓN DE LA APLICACIÓN


23

3.2.2. Interfaz gráfica y programación de los bloques

A continuación, se describen detalladamente cada una de las funciones que la

aplicación puede realizar siguiendo la interfaz gráfica previamente bosquejada. Además cada

función se ilustra con una captura de pantalla del programa tomada del programa en

funcionamiento, por lo que a partir de ahora y a menos que se diga lo contrario, todas las

ilustraciones son propias de la aplicación.

En la Figura 3.3 se observa el aspecto que presenta el interfaz gráfico o VI principal

de la aplicación, detallando posteriormente las opciones integradas en ella.

Figura 3.3. VI Principal o módulo “Señal Estándar”.

3.2.2. INTERFAZ GRÁFICA Y PROGRAMACIÓN…


24

3.2.2.1. Señal Estándar

Cuando el programa se inicia, la pestaña que se muestra es la Señal Estándar, figura

3.3. En ella se encuentran los controles que nos permitirán ajustar los parámetros de esta señal

en el generador de ondas DS340 y que se explican por separado en los párrafos siguientes.

Selección del tipo de onda y sus parámetros principales:

Figura 3.4. Parámetros de la Señal Estándar.

[Noise], una señal de ruido blanco para todas las frecuencias.

[Ramp], una rampa de caída vertical.

[Triangle], la señal seleccionada es ahora un triángulo.

[Square], se transforma la señal de salida en una sucesión de cuadrados.

[Sine], en este caso la salida es una señal seno.

Estas ondas son las que el generador DS340 puede generar sólo seleccionando sus

parámetros generales, esto es, la amplitud y la frecuencia. La selección de la amplitud se hace

en la caja “Amplitude” y además de seleccionar un valor numérico se ha de escoger el tipo de

valor: o bien pico-pico (Vpp), o bien valor cuadrático medio (Vrms).



25

Del mismo modo, la selección de la frecuencia se hace con la caja “Frequency”,

seleccionando un valor numérico y su correspondiente orden de magnitud de ese valor:

hertzios, kilohertzios o megahertzios.

También se podrá escoger el valor de offset deseado, pudiendo tomar éste valores

positivos y negativos, dependiendo de las características que necesite la onda.

Enviar, guardar o cargar la onda definida por el usuario:

Figura 3.5. Órdenes a la Señal Estándar.

[Send], la aplicación manda la orden al DS340 de generar la onda estándar con los parámetros

definidos por el usuario.

[Save], mediante esta opción, la onda definida será guardada en el disco duro del ordenador

mediante un archivo con un tamaño mínimo aproximado de 4 kilobytes.

[Load], del mismo modo, se permite cargar ondas guardadas anteriormente para así poder

continuar el trabajo en el futuro.

Dirección GPIB:

Figura 3.6 Dirección GPIB.



26

Aquí se establece la dirección en la que se encuentra el dispositivo a controlar (el

generador DS340). Por defecto viene preinstalada la dirección 12, pero existe la posibilidad

de cambiarla dependiendo de la cantidad de dispositivos que se tengan conectados en la red de

control.

Pantalla de visualización:

Figura 3.7. Pantalla de visualización de la onda estándar.

La pantalla mostrada en la figura 3.7 muestra la onda que genera el generador DS340

para poder hacer un chequeo de errores rápido.

Un ejemplo de una señal estándar sería la señal triangular con una amplitud de 2 Vpp y

frecuencia de 250 hertzios mostrada en la figura 3.8. Se aprecia con claridad como la pestaña

de selección de forma de onda está situada en la forma triangular.



27

Figura 3.8. Señal Estándar definida por el usuario.



28

3.2.2.2. Señal Arbitraria

Figura 3.9. Módulo “Señal Arbitraria”.

Cuando pulsamos la pestaña “Arbitrary Signal”, el programa abre la pantalla tal y

como se muestra en la figura 3.9. En ella podemos definir la onda arbitraria de dos formas, o

bien punto a punto, o bien dibujándola con el ratón en la misma pantalla. La forma de

definirlas se explicarán en los párrafos siguientes, mostrándolo mediante capturas de pantalla

y explicando convenientemente la manera de hacerlo.



29

Selección de la frecuencia de muestreo y número de puntos de la señal:

Figura 3.10. Selección de la frecuencia de muestreo y del número de puntos.

Debido a la programación por defecto de los controladores del DS340 en los que nos

hemos apoyado a la hora de hacer el programa, al seleccionar el número de puntos [Number

of samples] y la frecuencia de muestreo [Sampling frequency], debemos hacer un pequeño

cálculo para elegir la frecuencia de nuestra señal de salida. Para ello, únicamente debemos de

basarnos en la siguiente operación:

El resultado de esta operación proporciona la frecuencia de salida en hertzios. Por

ejemplo, si queremos una señal de salida con una frecuencia de 100 hertzios mediante el uso

de 100 puntos, necesitaremos una frecuencia de muestreo de 10.000 hertzios:

De otra manera, si queremos una señal de 250 hertzios usando 150 puntos para definir

la señal tendríamos que resolver la ecuación como se muestra a continuación para hallar la

frecuencia de muestreo:



30

Una vez seleccionado tanto la frecuencia de muestreo como el número de puntos a

utilizar, tenemos dos opciones para “dibujar” la onda deseada. Para ello primero nos

detendremos en otro ítem de la aplicación, el cual vemos en la figura 3.11.

Figura 3.11. Vector de puntos de la onda arbitraria.

Este vector consta de tres partes:

Una primera casilla que llamaremos a partir de ahora “casilla de posicionamiento”, la

situada más a la izquierda y cuyos componentes son números enteros y positivos, que

hacen referencia a la posición en la que estamos dentro del vector de puntos.

Una casilla de visualización del valor de la tensión en la posición definida en la

primera casilla. Su posición es la segunda a la izquierda.

Un vector de tantas posiciones como puntos hallamos seleccionado previamente, el

vector de puntos, que nos muestra el valor de tensión de la onda en los puntos de

definición con una precisión de 6 decimales y la posibilidad de introducir los datos

manualmente con el teclado del ordenador.

Leyendo la figura 3.11 se observa que en la casilla de posicionamiento situada más a

la izquierda tenemos el número 7, con lo que el valor que aparece en la primera casilla del

vector de puntos (en este caso 1.48649), hace referencia al valor que tiene la séptima casilla

del vector de puntos.

A la hora de seleccionar y definir el valor de cada punto, es posible hacerlo de dos

maneras que explicaremos en los apartados siguientes: gráfica y analíticamente.

El primer paso en ambos métodos de definición de la onda arbitraria, será elegir tanto

el número de puntos que la componen como la frecuencia deseada de la misma. La forma de

hacerlo se ha detallado anteriormente. El rango de puntos admisibles para esta opción será un



31

mínimo de 8 puntos y un máximo de 1630 puntos. La frecuencia por su parte, tiene un

mínimo de 6·10-4

hertzios y un máximo de 5·106 hertzios.

Método gráfico. El usuario únicamente tiene que “dibujar” con el ratón del ordenador

y sobre la pantalla gráfica de la función una vez elegidos los puntos deseados. Es

importante señalar que para un gran número de puntos, se hace cada vez más difícil

dibujar con precisión la onda debido a la proximidad de los mismos.

Método analítico. En este método, utilizaremos el vector de la figura 3.11 de la

siguiente forma: primero seleccionamos la casilla del vector que queremos ajustar

mediante la casilla de posicionamiento y una vez seleccionada, ponemos el valor

deseado manualmente en la primera casilla del vector de puntos. Esta forma de

proceder es más lenta para definir la onda que el uso del ratón, pero tiene una mayor

exactitud al definirla.

Una característica importante del programa es que en cualquier momento, podemos

intercalar el uso del método gráfico y del método analítico para definir la onda arbitraria, es

decir, podemos ajustar en la casilla del vector de puntos un valor definido mediante el ratón y

viceversa. Esto es necesario entre otras cosas por la escala vertical (tensión), ya que por

defecto viene dada entre los valores 5 voltios y -5 voltios y con el uso del ratón no se puede

aumentar dicha escala. Por lo tanto, si se desea aumentar el valor de la escala, habrá que

ajustarlo manualmente en el vector de puntos.

La principal limitación de la onda arbitraria es la obligatoriedad de tener al menos un

punto de la onda con el valor nulo o negativo. Esto es debido a la forma que tiene la opción

gráfica de transformar los datos en el Labview. Aunque es una limitación importante, no es

fundamental, ya que bastaría con poner el primer o el último punto con el valor cero, algo que

como norma general no supone un gran problema en los experimentos que se llevan a cabo en

el laboratorio.



32

Las funciones referidas a enviar, guardar y cargar la onda definida por el usuario, son

las mismas que en el apartado “Standard Signal”, por lo que se evita explicar de nuevo dichas

funciones en estas líneas. Ocurre lo mismo con el ítem de la dirección GPIB.

Pantalla de visualización:

Figura 3.12. Pantalla de visualización de la onda arbitraria.

La pantalla mostrada en la figura 3.12 muestra la onda que genera el generador DS340

para poder hacer un chequeo de errores rápido.

Un ejemplo de una señal arbitraria definida mediante 40 puntos y con una frecuencia

de 500 hertzios se muestra en la figura 3.13 de la página siguiente.



33

Figura 3.13. Señal Arbitraria definida por el usuario.

Para definir esta señal arbitraria se ha empleado el ratón sobre la pantalla principal.

Fijándonos en los valores mostrados por el vector de puntos, vemos que el punto número 23

tiene un valor de -3.69369 voltios (que se corresponde con el mínimo valor de la onda

arbitraria).



34

3.2.2.3. Osciloscopio

Figura 3.14. Módulo “Osciloscopio”.

Al pulsar la pestaña “Oscilloscope”, el programa muestra la pantalla de la figura 3.14.

En ella podremos visualizar tanto las ondas que han sido enviadas al DS340, como las que

están dispuestas a enviarse en un futuro. Para poder ver simultáneamente estas dos ondas el

osciloscopio posee dos canales de visualización independientes.

El osciloscopio virtual de la aplicación es de fácil manejo, tal y como cualquier

osciloscopio de los habituales en los laboratorios de investigación. Consta de un selector de

escala de frecuencia, selección de los canales a visualizar, selector de escala de voltaje y por

último, la posibilidad de elegir entre ondas enviadas o cargadas tanto estándar como

arbitrarias.



35

Selector de escala horizontal

Figura 3.15. Selector de escala horizontal.

En la figura 3.15 se observa el selector de escala horizontal, es decir, la escala de la

frecuencia de las ondas que se envían al DS340. Sus unidades van desde 1µs hasta los 10 ms

por división, haciendo posible la visualización de ondas comprendidas entre los 10 hertzios y

1 megahertzio con total nitidez.

El selector de frecuencia es el mismo para ambos canales, con lo que las ondas

visualizadas en el osciloscopio estarán referidas a una misma escala de frecuencia.

Selector de canales

Figura 3.16. Selector de canales.

Unos sencillos pulsadores permiten al usuario elegir entre visualizar uno de los dos

canales o los dos canales simultáneamente. En la figura 3.16, se observa que el canal 1 está

operativo mientras que el canal 2 está apagado.



36

Selector de escala vertical

Figura 3.17. Selector de escala vertical.

El selector de escala vertical permite elegir la escala con la que el usuario quiere ver el

voltaje de la onda escogida. Se dispone de dos selectores, uno para cada canal, con unos

valores comprendidos entre los 2 milivoltios y los 5 voltios por división. De esta forma,

podremos ver en una misma gráfica varias ondas con valores pico diferentes.

Selector de onda

Figura 3.18. Selector de onda del canal 2.



37

En la parte inferior izquierda del osciloscopio se encuentra el selector de onda a

visualizar en ambos canales, mediante menús desplegables. Para comodidad del usuario, los

canales son diferenciados mediante colores, teniendo el canal uno el color blanco asignado

mientras que para el canal dos el color es el rojo. De esta forma, las ondas pueden ser

distinguidas sin ningún tipo de problema aunque estén ambas visualizándose

simultáneamente.

Al hacer click con el botón izquierdo del ratón sobre la flecha situada a la derecha del

cuadro de cada canal, se mostrará un menú desplegable que dará al usuario la opción de elegir

el tipo de onda que quiere ser visualizada en el canal correspondiente. Las ondas disponibles

en dicho menú son las siguientes:

[Last Arbitrary Signal Sent], hace referencia a la última señal arbitraria, es decir, la definida

mediante la pestaña “Arbitrary Signal”, enviada al DS340. Si esta señal fue la última enviada

al generador, será la que el DS340 esté generando en ese instante.

[Last Standard Signal Sent], en este caso, el canal mostrará la última onda enviada al

generador por el usuario usando el método descrito en la pestaña “Standard Signal”. Del

mismo modo que en la opción anterior, si ésta fue la última señal enviada al generador, dicha

señal será la que el DS340 esté generando en ese instante.

[Arbitrary Signal], una vez elegida esta opción, el canal mostrará la onda que está

actualmente cargada en la pestaña “Arbitrary Signal” dispuesta a ser enviada al DS340.

[Standard Signal], del mismo modo, al seleccionar esta opción, el canal mostrará la onda que

está cargada y dispuesta a enviarse en la pestaña “Standard Signal”,

Un ejemplo de visualización mediante el osciloscopio virtual se presenta en la figura

3.19. Se observan simultáneamente dos ondas, una estándar senoidal y una arbitraria definida

por el usuario. La escala de frecuencia está en 0.2 milisegundos por división, lo que al tener

10 divisiones da una frecuencia de 500 hertzios. Por otro lado, las escalas de tensión están a 1

voltio por división, lo que nos da una amplitud para la onda senoidal de 3 voltios en Vpp y un

valor máximo positivo de 4 voltios y negativo de -2.5 voltios para la señal arbitraria.



38

Cabe observar como los selectores de canal están ambos activados y en el selector de

onda el color blanco es asignado a la onda arbitraria y el color rojo a la estándar (como así se

ve en el osciloscopio virtual).

Figura 3.19. Ejemplo de visualización mediante osciloscopio virtual.

3.2.3. Funcionamiento de la aplicación.

En este apartado, se explica a grandes rasgos cual es el comportamiento de la

aplicación al ejecutar las opciones que en ella se integran. Dicho de otro modo, se hará un

esbozo de lo que ocurre en el algoritmo del programa desde que el usuario da una orden

mediante el interfaz, hasta que el generador DS340 genera la onda deseada.

En la pestaña “Standard Signal”, el funcionamiento de la aplicación es sencillo. El

generador DS340 posee un VI propio con 6 entradas que son las que la pantalla de

visualización contempla, es decir:

3.2.3. FUNCIONAMIENTO DE LA APLICACIÓN


39

[function], que puede tomar hasta 5 valores diferentes (noise, ramp, triangle, square, sine).

[frequency], valor comprendido entre 0.1 hertzios y 15 megahertzios

[frequency units], las unidades disponibles son hertzios, kilohertzios y megahertzios, y deben

ser seleccionadas adecuadamente con el valor de [frequency] para obtener el valor adecuado.

[amplitude], valor numérico comprendido entre los 0.01 voltios y los 10 voltios, dependiendo

de la función seleccionada.

[DC offset], su valor depende de la función y amplitud seleccionada anteriormente.

[GPIB address], inicialmente el valor de la dirección es la número 12, que es la que posee el

DS340 por defecto, pudiéndose cambiar cuando la ocasión lo requiera.

Una vez seleccionados todos los parámetros correctamente, el DS340 genera la onda

que puede ser visualizada directamente en la interfaz gráfica mediante la gráfica que lo

acompaña (o bien con el osciloscopio virtual de la misma aplicación), o con un osciloscopio

analógico a la salida del DS340.

Si el usuario selecciona unos valores que están fuera del rango permitido por el

DS340, el software integrado por defecto en el Labview indicará al usuario que un error

impide la ejecución de la aplicación. Este mensaje detendrá la aplicación en tiempo real,

obligando al usuario a reiniciar la aplicación y a volver a introducir correctamente los valores

entre los rangos que se especifican en las líneas anteriores.

En lo referido a la parte de envío, guardado y carga de archivos, únicamente indicar

que en el guardado de archivos el usuario deberá seleccionar la dirección en el ordenador

donde desea guardar la onda. Por otra parte, el almacenamiento de una onda estándar es

realizado por el Labview en formato binario, lo cual hace imposible modificar los parámetros

de la señal por otro medio que no sea el interfaz gráfico debido a la complejidad que presenta

la manipulación de los datos en dicho formato.



40

Con respecto a la carga de archivos cabe indicar que al proceder a la operación, los

parámetros de la señal se actualizan automáticamente, borrándose los que hubiera en ese

momento en la interfaz gráfica, por lo que es recomendable guardar las señales que el usuario

no quiera perder debido a manipulaciones de este tipo.

El funcionamiento de la aplicación cuando el usuario elige la opción “Arbitrary

Signal” es algo más complejo ya que entran otros parámetros en la modelización de la onda

arbitraria. Al seleccionar el número de puntos con los que se desea construir la onda, la

aplicación crea un vector del tamaño escogido por el usuario, y lo inicializa a cero, de esta

forma se consigue que inicialmente la onda sea una línea recta en la gráfica del panel de

control de la aplicación. Mediante la casilla “Sampling Frequency”, únicamente indicamos el

numerador necesario para el algoritmo que se necesita para determinar la frecuencia deseada

de la onda (apartado 3.2.2.2.). Una vez determinada la frecuencia y puntos de la onda, se

ajustan dichos valores mediante operaciones binarias (bloques predeterminados en el

Labview) y la gráfica está escalada correctamente para la introducción de cada punto

mediante las opciones gráficas o analíticas que se explicaron en apartados anteriores.

En cuanto a la opción analítica, el usuario introduce directamente los valores en cada

casilla del vector de puntos. En la opción gráfica, la aplicación detecta mediante coordenadas

rectangulares la posición del puntero del ratón en la gráfica donde se dibuja la onda, llevando

los valores de tensión (eje Y) y de tiempo (eje X) al vector de puntos.

Cuando el vector está definido completamente, al pulsar el botón “Send” de cualquiera

de las pestañas, un VI predefinido y ajustado a las necesidades de control requeridas por el

DS340, manipula los datos contenidos en el vector y consigue que el generador cree la señal

exactamente como el usuario la definió con independencia de si es una señal estándar o

arbitraria.

Cuando la aplicación guarda los datos de la señal arbitraria, al contrario que hacía en

la señal estándar cuando manipulaba los datos en forma binaria, ahora lo hace en forma de

tablas de vectores, ya que las ondas no están predefinidas de antemano en el Labview.



41

Al cargar las ondas previamente guardadas, la aplicación lee primero tanto los puntos

definidos en la onda como la frecuencia de muestreo, para así poder escalar la gráfica en la

que se muestra la señal. Una vez cargada la onda, el usuario podrá seguir modificando

parámetros en ella para poder continuar con el trabajo.

La pestaña del osciloscopio tiene un funcionamiento más sencillo, aunque sujeto a la

forma de manejar los datos de las secciones anteriores. Como los datos de salida de todas las

señales se hacen en forma gráfica, en el osciloscopio tan solo se muestran los datos que ya

han sido manipulados anteriormente. Por una parte, el selector de canal permite elegir cuántas

y en qué canal queremos visualizar las ondas con las que ha trabajado el usuario, pudiendo

elegir entre ondas estándar o arbitrarias, y enviadas o cargadas (cuatro opciones en total).

El selector giratorio de escala de frecuencia es común a ambos canales, mientras que

los selectores de tensión son individuales.

A continuación se muestran unas capturas de pantalla de los diagramas de bloques más

representativos de la aplicación, explicando brevemente las características principales de los

mismos para dar a conocer la forma de trabajo interna del Labview. Es importante indicar

que, debido a la extensión y complejidad de dicha programación, es imposible un exhaustivo

desglose de toda la aplicación, por lo que únicamente se procederá a explicar los principales

bloques según el punto de vista de diseño y programación de la misma.

Figura 3.20. Bloque Enviar desde Estándar.



42

En la figura anterior, se le indica al DS340 los parámetros de la onda estándar (tipo de

onda, amplitud, frecuencia, DC Offset) mediante una tabla de parámetros. El DC Offset va

multiplicado por 0.5 por motivos de escala y todo ello va a un bloque VI predefinido del

DS340, fig. 3.21, explicado a continuación. La salida del bloque del DS340 va al visualizador

de la onda estándar (en color marrón en la figura 3.20).

Figura 3.21. Bloque VI del DS340.

Las entradas al Bloque VI DS340 son manipuladas para ser tratadas en un lenguaje

admitido por el Labview, detallando si son valores pico-pico o valores cuadráticos medios,

convirtiendo la frecuencia en sus unidades correspondientes, etc. Si todos los parámetros son

correctos, se procede a enviarlos al generador mediante el siguiente bloque, fig. 3.22:



43

Figura 3.22. Bloque de Escritura.

En este bloque es importante señalar que la lectura y escritura de los datos son

sincronizados mediante un reloj y se hace a nivel de bytes (lenguaje admitido por Labview).

En todo momento la dirección GPIB se indica con la cadena “address string”. Este bloque no

fue necesario crearlo, pues ya viene por defecto en el Labview.

A continuación y en dos capturas de pantalla debido a la extensión de la programación

en la pantalla del ordenador, se muestran los bloques necesarios para poder definir la onda

arbitraria mediante la opción gráfica (recordemos que se hace con el ratón del ordenador). En

la primera captura se observa que primero escalamos la gráfica horizontal y verticalmente

mediante los valores que va capturando el ratón en la pantalla de visualización de la onda

arbitraria (con unos máximos predefinidos que podemos ajustar cuando sea necesario). En la

segunda captura, los datos obtenidos al pinchar con el ratón en la gráfica son introducidos en

tablas que, con las oportunas manipulaciones mediante funciones básicas, nos muestran

dichos puntos en la gráfica de visualización y quedan registrados en un vector para

posteriormente poder ser enviados al DS340 mediante otro bloque VI.

Este es un ejemplo claro de que aunque la programación en Labview puede parecer a

priori más fácil, también supone un coste en tiempo y dedicación para llegar a hacer funciones

como las que lleva a cabo esta aplicación.



44

Figura 3.23. Bloque Opción Gráfica de la onda arbitraria (parte izquierda).

Figura 3.24. Bloque Opción Gráfica de la onda arbitraria (parte derecha).

Para definir el número de puntos de la onda arbitraria se programó el bloque de la

figura 3.25. Aquí se introduce el número de puntos que se desea y lo toma como tamaño del

vector de puntos que se inicializa a cero. Para ajustar la frecuencia, el número de puntos va al

denominador de una división cuyo numerador es la frecuencia de muestreo. Esto da la

frecuencia deseada. Por último, para escalar la gráfica se toma la inversa de la frecuencia de

muestreo y se lleva a otro bloque VI. Generalmente en la programación en Labview todo va

interrelacionado, con lo que son muy frecuentes las llamadas a otros bloques o VI como se ve

en este ejemplo con el bloque “Sampling Frequency”, que es llamado para poder definir la

frecuencia y escalar la gráfica de visualización.



45

Figura 3.25. Bloque Número de Puntos.

El Bloque Frecuencia de Muestreo, mostrado en la figura 3.26, únicamente transforma

los datos de entrada para poder manejarlos en Labview. Para ello divide la máxima frecuencia

de muestreo que soporta el DS340, 40000000 hertzios, entre lo que introduce el usuario de

forma manual. De esta forma “acomoda” los datos de salida para que las operaciones entre

vectores sean más fáciles de realizar. También repite los procedimientos del Bloque de

Puntos, pero esto sólo es para que no se pierdan los datos y el sistema no pueda entrar en un

bucle que nos lleve a errores inesperados por la falta de sincronización entre los diferentes

bloques.

Figura 3.26. Bloque Frecuencia de Muestreo.

En lo referido a la programación de la opción de guardado de las ondas para su

posterior recuperación, los bloques programados han sido los siguientes. En la primera

captura, únicamente se llama a una función cuando se pulsa el botón de guardar. Dicha

función está pre-programada en el Labview.



46

Figura 3.27. Bloque Guardar Arbitraria.

El bloque VI necesario para el guardado de los archivos de ondas arbitrarias y que

viene pre-programado en Labview es el que se muestra a continuación. Para las ondas

estándar el bloque es similar, solamente cambia la forma de manejar los datos (en lugar de

vectores es en forma binaria), con lo que se omitirá la presentación de dicho bloque.

Figura 3.28. Bloque Guardar Archivo.

Los bloques referidos a cargar las ondas guardadas previamente, son de estructura

muy similar a los de guardar mostrados previamente. Un ejemplo es mostrado en la figura

siguiente.

Figura 3.29. Bloque Cargar Estándar.



47

Por otro último, en lo referido al osciloscopio virtual los diagramas de bloques son un

poco más sencillos, figura 3.30, ya que la forma de guardar los datos de salida ayuda a la hora

de mostrarlos mediante gráficas por pantalla. Esto hubiera sido una tarea más tediosa en

general si los datos se hubieran manejado, por ejemplo, de forma binaria.

Figura 3.30. Bloque Osciloscopio.

El Bloque Osciloscopio funciona de la siguiente manera: una serie de entradas llegan a

un VI principal que llamaremos VI Osciloscopio. Estas entradas son las relativas a la

configuración del osciloscopio virtual. Una de ellas es la activación del canal (en verde), y

hace que el canal esté disponible o no lo esté. En ese canal, y mediante un menú desplegable,

podemos elegir la onda a mostrar (estándar enviada, estándar cargada, arbitraria enviada o

arbitraria cargada). También como entrada se tiene la escala vertical o de tensión (en naranja)

para ajustar los voltios por división que deseamos para cada canal. Como entrada común, está

el tiempo, que como su nombre indica sirve para ajustar la escala horizontal y que es la misma

para ambas ondas.

El VI Osciloscopio es el mostrado en la figura 3.31.



48

Figura 3.31. VI Osciloscopio.

Este bloque, mediante otras funciones pre-programadas de Labview como son

“Acondicionador Tiempo” y “Acondicionador Amplitud”, es capaz de “indexar” en una tabla

de valores los vectores de puntos de ambas ondas, de forma que la salida es únicamente un

par de vectores representados punto a punto en una gráfica escalada correctamente (mediante

las funciones de acondicionamiento).



49

Capítulo 4

VERIFICACIÓN Y APLICACIÓN A UN ENSAYO

En este capítulo procederemos a la descripción del ensayo empleado para corroborar el

perfecto funcionamiento de la aplicación, comparando los datos teóricos que deberían

producirse con los reales medidos en el laboratorio bajo unas condiciones adecuadas de

ensayo teniendo en cuenta las limitaciones en precisión del DS340. Para ello, primero

describiremos el tipo de pruebas que se realizaron y se incluirán tablas y gráficos con los

resultados obtenidos en las mismas.

Las imágenes mostradas a continuación, son capturas de pantalla de la aplicación,

mientras que las tablas y gráficos han sido realizados mediante los programas Word y Excel

de la compañía Microsoft.

4.1. Descripción de las pruebas realizadas.

Para verificar que el diseño, implementación y el funcionamiento de la aplicación es el

esperado, se realizaron una serie de pruebas consistentes en la generación de señales estándar

y arbitrarias con unas características concretas a diferentes frecuencias. La forma de llevar a

cabo estas pruebas se expone a continuación.

CAPÍTULO 4. VERIFICACIÓN Y APLICACIÓN…


50

La primera prueba será sobre las llamadas “Señales Estándar”, y consiste en generar

tres tipos de señales diferentes estándar (senoidal, cuadrada y triangular), con una

amplitud de 1 voltio de valor pico-pico a unas frecuencias variables desde los 10

hertzios hasta los 10 megahertzios. A continuación se procede a la medición mediante

un osciloscopio digital a la salida del DS340 y comparamos los datos reales de

medición con los teóricos que deberían darse.

La segunda prueba difiere de la anterior en que está realizada sobre las “Señales

Arbitrarias”, en concreto con dos diferentes, una más compleja que otra para observar

cómo influye el número de puntos definidos en la precisión de la onda de salida. En

esta ocasión, el valor de tensión pico-pico escogido es 8 voltios para una mejor

visualización de la onda y los puntos usados fueron 20, un compromiso entre la

precisión de la señal y la facilidad de escritura de la misma. Así mismo, los valores de

tensión fueron introducidos mediante el método analítico, ya que necesitábamos

precisión para poder tener unas mediciones más exactas. Las frecuencias variaban

desde los 10 hertzios hasta el megahertzio.

4.2. Resultados obtenidos.

Los resultados obtenidos en las pruebas realizadas serán mostrados en las páginas

siguientes de forma progresiva, exponiendo primero una captura de pantalla de la onda y la

tabla de valores obtenida al llevarse a cabo la medición de los valores con el osciloscopio

analógico y calcular su error relativo. El error se define en este proyecto como el valor

absoluto de la diferencia entre la tensión de entrada (1 voltio en este caso) y la amplitud de la

señal de salida, multiplicada por cien para una mejor visualización. Matemáticamente, la

escribimos como:

|[ ] |

Con este error se analizan las desviaciones del valor deseado producidas al generar la

onda. Esta información es mostrada en forma de gráficas para observar a qué frecuencias el

error se vuelve más importante tras presentar las tablas que contienen los datos.

4.2. RESULTADOS OBTENIDOS


51

Señal senoidal

Figura 4.1. Señal de prueba senoidal.

f [Hz] VMAX [V] VMIN [V] Ɛ [%]

10 0,448 -0,456 9,60

100 0,448 -0,456 9,60

1000 0,448 -0,456 9,60

10000 0,448 -0,456 9,60

25000 0,448 -0,464 8,80

35000 0,456 -0,464 8,00

42500 0,472 -0,472 5,60

50000 0,464 -0,496 4,00

65000 0,480 -0,488 3,20

75000 0,488 -0,496 1,60

100000 0,488 -0,504 0,80

250000 0,504 -0,520 2,40

500000 0,496 -0,528 2,40

1000000 0,504 -0,528 3,20

Tabla T3. Valores de prueba obtenidos para la señal senoidal.



52

En la onda senoidal se observa que casi en la totalidad de las mediciones la tensión

positiva casi nunca llega al valor teórico, quedándose por debajo del valor que debería de

alcanzar (0.5 voltios). El mismo efecto se da en la parte negativa de la onda. En cuanto al

error que se comete, se mantiene prácticamente constante hasta los 40000 hertzios en un valor

en torno al 10%, disminuyendo hasta el 1% que se alcanza en los 100000 hertzios, volviendo

a aumentar hasta llegar a 1 megahertzio. Desde esta frecuencia hasta los 10 megahertzios el

generador produce una señal seno, con un Ɛ de un valor cercano al 10%. A partir de los 10

megahertzios la onda se distorsiona lo bastante como para hacerla irreconocible.

Señal cuadrada

Figura 4.2. Señal de prueba cuadrada. [la línea que muestra la onda se ha destacado

artificialmente para una mejor visualización]



53

f [Hz] VMAX [V] VMIN [V] Ɛ [%] 10 0,448 -0,456 9,60

100 0,448 -0,456 9,60 250 0,456 -0,464 8,00 350 0,472 -0,464 6,40 425 0,480 -0,464 5,60 500 0,448 -0,504 4,80 750 0,480 -0,496 2,40

1000 0,504 -0,512 1,60 2500 0,504 -0,520 2,40 3500 0,488 -0,480 3,20 4000 0,484 -0,474 4,20 4500 0,480 -0,470 5,00 5000 0,536 -0,552 8,80 7500 0,536 -0,560 9,60 8500 0,552 -0,558 11,00

10000 0,576 -0,552 12,80 100000 0,576 -0,552 12,80

1000000 0,576 -0,568 14,40

Tabla T4. Valores de prueba obtenidos para la señal cuadrada.

La onda tipo cuadrada tiene un comportamiento parecido a la senoidal: tiene un error

en torno al 10% en un principio para luego disminuir hasta el 1%, volver a subir y permanecer

constante sobre el 12%. La diferencia radica en las frecuencias en las que obtiene el mínimo

error, dándose éste en torno a los 1000 hertzios de frecuencia.

También se puede observar que los valores positivos y negativos generados por el

DS340 se asemejan más a los teóricos.

La onda cuadrada sólo es posible generarla hasta unas frecuencias cercanas a

1 megahertzio, a partir de cuya frecuencia se deforma tomando el aspecto de ondas

escalonadas.



54

Señal triangular

Figura 4.3. Señal de prueba triangular.


10 0,456 -0,440 10,40

100 0,456 -0,440 10,40

1000 0,456 -0,440 10,40

10000 0,456 -0,440 10,40

25000 0,456 -0,448 9,60

37500 0,464 -0,456 8,00

42500 0,472 -0,464 6,40

50000 0,464 -0,488 4,80

62500 0,480 -0,472 4,80

75000 0,488 -0,490 2,20

85000 0,504 -0,497 0,10

92500 0,496 -0,496 0,80

100000 0,488 -0,496 1,60

Tabla T5. Valores de prueba obtenidos para la señal triangular.



55

La onda de tipo triangular comienza con un error en torno al 10%, manteniéndose

constante hasta una frecuencia aproximada de 25000 hertzios, a partir de la cual desciende

hasta un mínimo cercano al 0% a una frecuencia de unos 100000 hertzios. A frecuencias

superiores a los 100000 hertzios, la onda triangular se vuelve inestable y toma formas

extrañas.

Por tanto, la principal característica de esta señal, es que alcanza su mínimo error y

además casi nulo, a su máxima frecuencia de operación, que es más baja que para otros tipos

de onda.

Señal arbitraria 1

Figura 4.4. Señal de prueba arbitraria 1.



56


10 3,80 -1,92 4,67

50 3,80 -1,92 4,67

75 3,84 -1,96 3,33

100 3,88 -1,96 2,67

250 3,90 -1,96 2,33

1000 3,92 -2,04 0,67

10000 3,92 -2,04 0,67

50000 3,88 -2,11 0,17

100000 3,96 -2,12 1,33

500000 3,72 -1,92 6,00

666666 3,84 -1,76 6,67

1000000 3,96 -1,20 14,00

Tabla T6. Valores de prueba obtenidos para la señal arbitraria 1.

En una onda arbitraria simple, el error que se comete al generar la onda es inferior al

error cometido cuando la señal es de tipo estándar. En este caso, el error comienza con un

valor en torno al 5% y va disminuyendo hasta alcanzar su mínimo en unas frecuencias de

entre 1000 y 75000 hertzios (obteniéndose un error de un 1% aproximadamente). A partir de

los 50000 hertzios de frecuencia, el error se dispara enormemente hasta un 15% en

frecuencias superiores a 1 megahertzio.

De estos resultados deducimos que las ondas arbitrarias son fiables hasta una

frecuencia máxima de 500000 hertzios.



57

Señal arbitraria 2

Figura 4.5. Señal de prueba arbitraria 2.


10 3,28 -2,40 5,33

100 3,28 -2,40 5,33

1000 3,28 -2,40 5,33

10000 3,32 -2,40 4,67

50000 3,36 -2,40 4,00

100000 3,36 -2,44 3,33

500000 3,32 -2,52 2,67

666666 3,20 -2,52 4,67

750000 3,04 -2,40 9,33

1000000 2,72 -2,28 16,67

Tabla T7. Valores de prueba obtenidos para la señal arbitraria 2.



58

En una onda arbitraria más compleja, el error se comporta de la misma forma que en el

apartado anterior pero con valores más altos: empieza en torno al 5% hasta los 10000 hertzios

para luego descender hasta un 3% en frecuencias de unos 50000 hertzios, a partir de las cuales

aumenta el error rápidamente y se sitúa en un 17% para frecuencias superiores a

1 megahertzio.

Como conclusión podemos afirmar que en las ondas arbitrarias el error aumenta según

va aumentando el grado de complejidad de la onda, es decir, según aumenta el número de

puntos con los que se define la onda, lo cual es lógico, pues a mayor número de puntos,

mayor dificultad para crear la forma eléctrica necesaria.

A continuación se muestran los resultados para los errores en forma de gráficos,

detallando a qué onda pertenecen. El eje horizontal es un eje logarítmico.

Onda senoidal

Gráfica G1. Error relativo de la onda senoidal.

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

1,E+01 1,E+02 1,E+03 1,E+04 1,E+05 1,E+06

Erro

r re

lati

vo [

%]

Frecuencia [Hz]



59

Onda cuadrada

Gráfica G2. Error relativo de la onda cuadrada.

Onda triangular

Gráfica G3. Error relativo de la onda triangular.

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

1,E+01 1,E+02 1,E+03 1,E+04 1,E+05 1,E+06

Erro

r re

lati

vo [

%]

Frecuencia [Hz]

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

1,E+01 1,E+02 1,E+03 1,E+04 1,E+05

Erro

r re

lati

vo [

%]

Frecuencia [Hz]



60

Onda arbitraria 1

Gráfica G4. Error relativo de la onda arbitraria 1.

Onda arbitraria 2

Gráfica G5. Error relativo de la onda arbitraria 2.

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

1,E+01 1,E+02 1,E+03 1,E+04 1,E+05 1,E+06

Erro

r re

lati

vo [

%]

Frecuencia [Hz]

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

1,E+01 1,E+02 1,E+03 1,E+04 1,E+05 1,E+06

Erro

r re

lati

vo [

%]

Frecuencia [Hz]



61

Por último y para completar este apartado dedicado a la verificación del software de la

aplicación y su uso en un ensayo, se muestran dos gráficas. La primera de ellas hace

referencia al error en las ondas tipo estándar, dependiendo del tipo de onda escogida. Se

observa que el error en las ondas senoidales y triangulares se mantiene constante en torno al

10% y luego desciende cuando la frecuencia toma un valor cercano a los 100000 hertzios. Por

el contrario, la onda cuadrada tiene un error mínimo en frecuencias de 1000 hertzios y a partir

de ese valor asciende bruscamente hasta un error del 14% en frecuencias superiores a los

10000 hertzios.

En la segunda gráfica, G7, se observa que el error aumenta cuanto más compleja es la

onda definida por el usuario, aunque dicho error no es muy alto (entre el 2% y el 4%),

alcanzando su valor mínimo en ondas en torno a los 100000 hertzios de frecuencia donde

adquiere un valor cercano al 0% en ondas simples y en torno al 2% en ondas algo más

complejas.

Ondas estándar

Gráfica G6. Error relativo de las señales estándar.

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

1,E+01 1,E+02 1,E+03 1,E+04 1,E+05 1,E+06

Erro

r re

lati

vo [

%]

Frecuencia [Hz]

onda senoidal

onda cuadrada

onda triangular



62

Ondas arbitrarias

Gráfica G7. Error relativo de las señales arbitrarias.

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

1,E+01 1,E+02 1,E+03 1,E+04 1,E+05 1,E+06

Erro

r re

lati

vo [

%]

Frecuencia [Hz]

arbitraria 1

arbitraria 2



63

Capítulo 5

CONCLUSIONES

Al finalizar este proyecto, disponemos de una aplicación que nos permite controlar de

una manera muy intuitiva y sencilla el generador de ondas DS340, permitiendo utilizar

funciones adicionales que se han diseñado específicamente para este proyecto: generación de

ondas arbitrarias y uso de un osciloscopio digital.

Para poder cumplir con los objetivos descritos anteriormente, este proyecto se ha

realizado siguiendo el siguiente esquema de trabajo.

Diseñar y describir las especificaciones funcionales del sistema, es decir, concretar las

funciones a implementar en la aplicación.

Desarrollo de la aplicación en el entorno de programación Labview.

Realización de pruebas con diversas formas de onda para verificar que el

funcionamiento de la aplicación responde a los parámetros de diseño.

Las funcionalidades más importantes implementadas en el sistema de control son:

Modelización de ondas estándar pre-programadas en el generador DS340, permitiendo

modificar su amplitud, frecuencia y DC Offset.

Definición de ondas arbitrarias con una precisión máxima de 1640 puntos.

Uso de ficheros de datos para el almacenamiento y recuperación de formas de onda.

CAPÍTULO 5. CONCLUSIONES


64

Visualización del resultado por medio de un osciloscopio virtual.

Como cualquier proyecto o aplicación comercial, en esta aplicación hay elementos que

no han podido ser introducidos en la primera versión. Los elementos más importantes que

tendrán que introducirse en trabajos posteriores son:

a) Un sistema de control de errores que indique al usuario las restricciones del DS340 en

cuanto a la generación de la onda y permita al usuario cambiar los parámetros erróneos

sin necesidad de salirse de la aplicación.

b) Predefinir más tipos de onda e incluirlas como estándar, para hacer más completa la

opción “Standard Signal”, como ondas periódicas con exponentes, escalonadas, etc.

c) Implementación de la realización de barridos en amplitud o en frecuencia.

Para valorar el impacto que este trabajo puede tener en un futuro podemos hacer

referencia a los experimentos que actualmente se están llevando a cabo en el Instituto de

Investigaciones Energéticas y Aplicaciones Industriales (INEI) de Ciudad Real, como los

relacionados con la inestabilidad de Rayleigh-Taylor en sistemas fluidos. Esta interfaz

permitirá al personal del laboratorio poder trabajar más fluidamente en sus ensayos sin

necesidad de tener que aprender el funcionamiento del entorno Labview.

Como conclusión personal he de resaltar que la realización de este proyecto me ha

ayudado a adquirir nuevos conocimientos y a tener una nueva visión sobre Labview, que se ha

demostrado un entorno mucho más potente de lo que inicialmente pensaba. Del mismo modo,

este proyecto me sirvió para darme cuenta que, a pesar de adentrarme en terrenos

desconocidos, con mucha paciencia y constancia puede conseguirse un trabajo satisfactorio

tanto en lo funcional como en lo estético.

CAPÍTULO 5. CONCLUSIONES


65

Anexo A

REFERENCIAS

[1] Creus Sole, Antonio, “Energías Renovables”, S.L Ediciones (2004)

[2] Rayleigh, Lord (John William Strutt), "Investigation of the character of the

equilibrium of an incompressible heavy fluid of variable density", Proceedings of the London

Mathematical Society, Vol. 14 (1883).

[3] Lázaro, A.M. y del Río Fernández, “Labview 7.1 Programación Gráfica para el

Control de Instrumentación”, Thompson, Spain (2005)

[4] GPIB. (s.f.). En Wikipedia. Capturado el 13 de Diciembre, 2011, de

http://es.wikipedia.org/wiki/GPIB

[5] RS-232. (s.f.). En Wikipedia. Capturado el 15 de Diciembre, 2011, de

http://es.wikipedia.org/wiki/RS-232

[6] Standard IEEE-488. (s.f.). Capturado el 27 de Enero, 2012, de

http://standards.ieee.org/findstds/standard/60488-1-2004.html

[7] National Instruments, “Introduction to Labview Six Hour Course”, Austin, Texas

(2003)

ANEXO A. REFERENCIAS


66

[8] Stanford Research System, “Shynthesized Function Generator Model DS340. Guía del

usuario”, (2004)

[9] National Instruments, “Labview 7 Express, User Manual”, Texas (2003)

[10] Todos los datos recogidos respecto a la plataforma Labview, fueron obtenidos de la

página web http://www.ni.com/

[11] La documentación para los drivers del conector GPIB-USB Agilent 82357 fueron

recogidos en la página web http://www.home.agilent.com/agilent/home.jspx?cc=ES&lc=eng

ANEXO A. REFERENCIAS


67

Anexo B

MANUAL DE USUARIO

B.1. Aplicaciones.

Este programa informático ha sido diseñado para generar, a través de un generador de

ondas de la marca Stanford Research Systems (modelo DS340), ondas estándar o definidas

completamente por el usuario de una forma rápida, sencilla e intuitiva, tarea que si se

realizase manualmente con dicho generador, sería larga y compleja.

B.2. Requisitos mínimos de sistema para la instalación.

RAM: 256 Mb o superior.

PROCESADOR: 300 MHz o superior.

SISTEMA OPERATIVO: Win2000/XP/Vista/7/Linux/Macintosh

ESPACIO LIBRE EN EL DISCO DURO: 123 MB

ANEXO B. MANUAL DE USUARIO


68

B.3. Requisitos de Software.

Una de las principales características de la aplicación, es que no hace falta que el

sistema tenga instalado la plataforma Labview, ahorrando tiempo y dinero en adquirir dicho

software.

B.4. Instalación hardware.

Antes de llevar a cabo la instalación de la aplicación, el usuario deberá conectar el

generador DS340 con el ordenador que lo controlará. Para ello hay que usar el conector

GPIB-USB Agilent 82357 de la siguiente forma: el extremo GPIB debe ir conectado en la

clavija situada en la parte posterior del generador DS340, mientras que el extremo USB irá

conectado a uno de los puertos del mismo tipo del ordenador.

Una vez realizada dicha operación, ya se podrá proceder a la instalación del software

de la aplicación.

B.5. Instalación software.

La instalación software de la aplicación consta de dos etapas. En la primera de ellas, el

usuario debe introducir el CD suministrado con el conector GPIB-USB Agilent 82357 e

instalar los drivers necesarios incluidos en él.

Posteriormente, para llevar a cabo la instalación de la aplicación, introduciremos en el

ordenador la carpeta correspondiente al programa (bien vía CD o con un dispositivo de

almacenamiento masivo como un disco duro portátil), y ejecutaremos el archivo setup.exe.

Únicamente bastará con seguir las indicaciones en pantalla, fáciles e intuitivas. El sistema

pedirá reiniciar el ordenador una vez terminada la instalación.



69

Para ejecutar la aplicación, bastará con hacer doble click sobre el icono Generador

DS340, que estará ubicado en la carpeta del mismo nombre situada en el menú Inicio del

ordenador.

Una vez ejecutada la aplicación, únicamente bastará con hacer click en el icono de las

dos flechas en la Barra de Inicio de la aplicación situada en la esquina superior izquierda del

panel de la aplicación, figura B.1.

Figura B.1. Barra de Inicio de la aplicación

Para poner en OFF la aplicación, el usuario tendrá a su disposición dos botones. Uno

de ellos es el botón rojo situado en tercer lugar de la Barra de Inicio de la Aplicación (ver

figura anterior). Otra opción es pulsar al botón que muestra la figura B.2, situado en la

esquina superior derecha del panel de la aplicación.

Figura B.2. Botón de Stop



70

B.6. Funcionamiento Standard Signal.

En este apartado, se procederá a explicar el funcionamiento de la aplicación en el

modo “Standard Signal”. Para ello en primer lugar se debe pulsar la primera de las tres

pestañas que aparecen en la parte superior de la aplicación, que es la referida a la señal

estándar. Una vez en ella, se procederá de la siguiente manera:

En el cuadro de parámetros hay que seleccionar el tipo de onda mediante el selector de

onda estándar. Esta onda puede ser una función senoidal, cuadrada, triangular, rampa o ruido.

Una vez seleccionado el tipo de onda se procede a ajustar su amplitud numéricamente,

indicando también si el valor está definido como valor pico-pico o valor cuadrático medio,

usando el selector situado a la derecha del cuadro de selección de amplitud.

El siguiente paso será seleccionar la frecuencia de la onda, para lo cual primero se

selecciona convenientemente la unidad deseada (hertzio, kilohertzio o megahertzio) para

terminar ajustando numéricamente el valor de la frecuencia. Para definir el DC Offset, bastará

con ajustarlo manualmente en la casilla correspondiente.

Una vez seleccionados todos los parámetros, la onda se visualizará en la gráfica tal y

como es generada por el DS340.

Es importante señalar que la dirección GPIB predefinida es la número 12, que es la

que el DS340 trae por defecto de fábrica. En caso de necesidad, bastará con cambiar dicha

dirección en la casilla GPIB Address.

Para proceder al envío de la onda al DS340, bastará con pulsar el botón Send.

Para guardar la onda, seleccionamos la opción Save, indicamos el directorio donde

queremos que se guarde el archivo en nuestro ordenador, y damos a aceptar. Esta acción no

borra los parámetros que tenemos en pantalla.

Para cargar una onda previamente guardada, seleccionamos la opción Load y

escogemos el archivo que queremos cargar. Una vez cargado, los parámetros que tengamos en

pantalla cambiarán y en su lugar aparecerán los parámetros que tenía la onda que hemos

cargado.



71

B.7. Funcionamiento Arbitrary Signal.

Para acceder a la opción “Arbitrary Signal”, tenemos que pulsar la segunda pestaña

situada en la parte superior de la aplicación. Una vez estemos en la pantalla adecuada,

procederemos de la siguiente manera:

En primer lugar introducimos mediante el teclado del ordenador el número de puntos

con los que vamos a definir la onda en la casilla Number of Samples. El siguiente paso será

decidir la frecuencia (en hertzios) de trabajo para así poder introducir la frecuencia de

muestreo correcta. Para ello bastará con hacer la siguiente operación:

Por ejemplo si queremos una onda que trabaje a 1500 hertzios definida mediante 50

puntos, la frecuencia de muestreo correcta será:

El valor de la frecuencia de muestreo se introduce en la casilla Sampling Frequency y

la onda estará disponible para ser definida mediante uno de los dos métodos disponibles:

gráfica o analíticamente.

Para definir la onda gráficamente bastará con “dibujar” la onda mediante el ratón en la

pantalla de visualización. Es importante incidir en que a mayor número de puntos que

escojamos para definir la onda, más difícil se hace ajustar los valores deseados mediante este

método.

En el método analítico se utiliza el ítem situado en la parte inferior de la gráfica de

visualización. Para ello, primero seleccionamos la casilla del vector que queremos ajustar

mediante la casilla de posicionamiento (la situada más a la izquierda) y una vez seleccionada,

ponemos el valor deseado manualmente en la primera casilla del vector de puntos. Esta forma

de proceder es más lenta para definir la onda que el uso del ratón, pero tiene una mayor

exactitud al definirla.

Es importante señalar que se puede alternar el uso del método gráfico y analítico al

definir la onda. Esto es necesario por la escala vertical, ya que por defecto viene escalada a los



72

valores 5 voltios y -5 voltios y con el uso del ratón no se puede aumentar dicha escala. Para

ello bastará con ajustar manualmente el valor en el vector de puntos.

La única restricción importante de la onda arbitraria es la obligatoriedad de tener al

menos un punto de la onda con valor nulo o negativo. Para ello basta con poner el primer o

último punto con el valor cero, algo que como norma general no supone un gran problema.

Para enviar la señal al generador DS340, basta con pulsar el botón Send.

Para guardar la onda, seleccionamos la opción Save, indicamos el directorio donde

queremos que se guarde el archivo en nuestro ordenador, y damos a aceptar. Esta acción no

borra los parámetros que tenemos en pantalla.

Para cargar una onda previamente guardada, seleccionamos la opción Load y

escogemos el archivo que queremos cargar. Una vez cargado, los parámetros que tengamos en

pantalla cambiarán y en su lugar aparecerán los parámetros que tenía la onda que hemos

cargado.

B.8. Funcionamiento Osciloscopio.

Para acceder a la opción “Oscilloscope”, tenemos que pulsar la tercera pestaña de la

parte superior de la aplicación. Para empezar a usar el osciloscopio, el primer paso será

activar o desactivar los canales de visualización que queramos. Para ello, pulsaremos el

selector de canal correspondiente (canal uno, canal dos o ambos). Una vez tengamos el canal

deseado activo, seleccionaremos la onda que queremos visualizar mediante el selector de onda

situado en la parte inferior de la pantalla. Aquí podemos elegir entre las siguientes opciones:

[Last Arbitrary Signal Sent], hace referencia a la última señal arbitraria, es decir, definida

mediante la pestaña “Arbitrary Signal”, enviada al DS340. Si esta señal fue la última enviada

al generador, será la que el DS340 esté generando en ese instante.



73

[Last Standard Signal Sent], en este caso, el canal mostrará la última onda enviada al

generador por el usuario usando el método descrito en la pestaña “Standard Signal”. Del

mismo modo que en la opción anterior, si ésta fue la última señal enviada al generador, dicha

señal será la que el DS340 esté generando en ese instante.

[Arbitrary Signal], una vez elegida esta opción, el canal mostrará la onda que está

actualmente cargada en la pestaña “Arbitrary Signal” dispuesta a ser enviada al DS340.

[Standard Signal], del mismo modo, al seleccionar esta opción, el canal mostrará la onda que

está cargada y dispuesta a enviarse en la pestaña “Standard Signal”,

Por último, hay que seleccionar la escala vertical y horizontal para una correcta

visualización de las ondas. Para ello usaremos los selectores de escala, que están

representados como elementos giratorios en la aplicación.

El selector de escala horizontal permite cambiar la escala de la frecuencia de las

ondas. Sus unidades van desde 1µs hasta los 10 ms por división, haciendo posible la

visualización de ondas comprendidas entre los 10 hertzios y 1 megahertzio con total nitidez.

El selector de frecuencia es el mismo para ambos canales, con lo que las ondas visualizadas

en el osciloscopio estarán referidas a una misma escala de frecuencia.

El selector de escala vertical permite elegir la escala con la que el usuario quiere ver el

voltaje de la onda escogida. Se dispone de dos selectores, uno para cada canal, con unos

valores comprendidos entre los 2 milivoltios y los 5 voltios por división. De esta forma,

podremos ver en una misma gráfica varias ondas con valores pico distantes.



74

Anexo C

ESPECIFICACIONES DEL GENERADOR

ANEXO C. ESPECIFICACIONES DEL GENERADOR


75



76



77



78

control remoto de un generador de ondas mediante interfaz gráfico ...

Documents

Transcript of control remoto de un generador de ondas mediante interfaz gráfico ...