CONFERIN�A NA�IONAL� DE INSTRUMENTA�IE VIRTUAL�, EDI�IA A III-A, BUCURE�TI, 29 MAI 2006 31

Aplica�ie Labview pentru Simularea Func�ion�rii Modulatoarelor Liniare

Daniel Alexandru VI�AN, Ioan LI��, Niculina BADALAN

Universitatea din Pite�ti, Catedra de Electronic� �i Calculatoare Str. Targul din Vale, Nr.1, 0300 Pitesti, ROMANIA

E-mail: lita@upit.ro, visan@upit.ro

Rezumat: Datorit� interfe�ei grafice prietenoase �i intuitive, precum �i ansamblului de pachete de func�ii �i proceduri extrem de variate �i puternice, LabVIEW a devenit aproape un standard în cadrul sistemelor de m�surare computerizate, dar �i în realizarea programelor de uz general. Aceast� lucrare prezint� o aplica�ie implementat� în LabVIEW, care permite analiza complet� a modula�iilor liniare: modula�ia de amplitudine cu band� lateral� dubl� �i purt�toare conservat� (MA) �i modula�ia de amplitudine cu band� lateral� dubl� �i purt�toare suprimat� (BLD). Utilitate unei astfel de aplica�ii este evidenta. Ea permite verificarea rapid� �i exact� a conceptelor teoretice referitoare la aceste fenomene �i de asemenea, ofer� posibilitatea urm�riri efectelor modific�rilor unor parametrii ai semnalelor de intrare asupra semnalului modulat de la iesire în condi�iile folosirii unei par�i hardware minimale.

Abstract: instrument virtual, modula�ii, analiz� semnale

1. INTRODUCERE Dezvoltarea rapid� a tehnicii de calcul �i

cre�terea continu� a performan�elor componentelor hardware �i ale programelor utilizate în cadrul acestora au condus la posibilitatea implement�rii lor facile în structura sistemelor de m�surare din diferite domenii. De la laboratoarele de cercetare didactice pân� la unit��i de produc�ie din toate sectoarele economice, m�surarea diverselor m�rimi, monitorizarea sau comanda proceselor sunt aproape întotdeauna realizate prin intermediul unor componente computerizate.

Datorit� interfe�ei grafice prietenoase �i intuitive, precum �i ansamblului de pachete de func�ii �i proceduri extrem de variate �i puternice, LabVIEW a devenit aproape un standard în cadrul sistemelor de m�surare computerizate, dar �i în realizarea programelor de uz general

Creat �i dezvoltat de National Instruments, lider mondial al instrumenta�iei virtuale, LabVIEW reprezint� încununarea a ani de efort ingineresc în domeniul m�sur�rilor �i automatiz�rilor. Cele mai noi versiuni ale mediului LabVIEW simplific� modul în care pot fi create aplica�ii de m�surare �i automatizare, extinzând, simultan, gama de platforme pe care aceste aplica�ii pot fi implementate. Astfel, începând cu versiunea 7, aplica�iile LabVIEW pot fi transferate pe PDA-uri

(Personal Digital Assistant) ce ruleaz� unul din sistemele de operare Palm OS sau Microsoft Pocket PC 2002 [2], [4].

De asemenea, în ultimele vrsiuni LabVIEW, func�iile de procesare �i analiz� a semnalelor sunt foarte bine reprezentate, permi�ând definirea într-un timp scurt a unor algoritmi evolua�i de prelucrare a unor date experimentale. În acela�i timp, pot fi create relativ u�or instrumente virtuale complexe pentru studiul unor fenomene care in mod normal ar necesita folosirea unor componente hardware scumpe [3].

Avându-se în vedere aceste considerente rezulta posibilitatea de a utiliza mediul LabVIEW pentru studiul unor procese din domeniul comunica�iilor. In acest sens, în aceast� lucrare se prezint� o aplica�ie implementat� în LabVIEW, care permite analiza complet� a modula�iilor liniare: modula�ia de amplitudine cu band� lateral� dubl� �i purt�toare conservat� (MA) �i modula�ia de amplitudine cu band� lateral� dubl� �i purt�toare suprimat� (BLD).

Utilitate unei astfel de aplica�ii este evidenta. Ea permite verificarea rapid� �i exact� a conceptelor teoretice referitoare la aceste fenomene �i de asemenea , permite urm�rirea efectelor modific�rilor unor parametrii ai semnalelor de intrare aspupra semnalului modulat de la iesire.

32 CONFERIN�A NA�IONAL� DE INSTRUMENTA�IE VIRTUAL�, EDI�IA A III-A, BUCURE�TI, 29 MAI 2006

2. PREZENTAREA APLICA�IEI Orice aplica�ie LabVIEW con�ine dou�

componente de baz�: panoul frontal al instrmentului virtual �i diagrama acestuia.

În Figura 1 este prezentat panoul frontal al. aplica�iei propuse. Dup� cum se observ�, acesta este la rândul lui divizat în dou� sec�iuni:

- sec�iunea de control care cuprinde butoanele instrumentului virtual �i campurile prin care se pot alege anumite valori sau în care se pot edita valorile anumitor parametrii specifici modulatoarelor liniare reale.

- sec�iunea de afi�are care cuprinde în principal ferestre grafice care permit vizualizarea diagramelor formelor de unda importante (atât în domeniul timp cât �i în frecven��)

Figura 1 Structura par�ii hardware.

Aplica�ia permite alegerea tipului de

modula�ie studiat (MA sau BLD), a formei semnalelor implicate în procesul de modula�ie �i a modului de utilizare ulterioar� a e�antioanelor rezultate pentru semnalul modulat (salvare într-un fi�ier sau trimiterea lor la portul paralel).

Pe panoul frontal sunt prev�zute butoane de reglaj al frecven�ei, amplitudinii �i fazei semnalelor modulator �i modulat. Acest reglaj se poate realiza atât prin ac�ionarea controlului Knob sau din afi�ajul digital asociat fiec�rui buton de acest tip.

În cazul folosirii pentru modulare a semnalului dreptunghiular, pe panoul frontal exist� de asemenea un buton glisant (Slide), care permite ajustarea in procente a factorului de umplere.

Observând panoul frontal reprezentat în Figura 1 se poate remarca c� exist� �i posibilitatea alegerii formei de und� a semnalului pur�tor. Aceast� form� de und� poate fi dreptunghiular�, sinusoidal� �i respectiv triunghiular�.

În cazul utiliz�rii unui semnal purt�tor dreptunghiular, acesta va avea întotdeauna factor de umplere ½ (a fost aleas� o valoare fix�).

Pentru a salva valorile amplitudinilor e�antioanelor semnalului ob�inut dup� modulare, pe panoul aplica�iei s-a plasat un buton cu ac�iune mecanic� Switch Until Released.

Calea c�tre fi�ierul în care vor fi salvate datele trebuie completat� în momentul ac�ion�rii acestui buton.

Un control foarte important plasat pe panoul aplica�iei este cel care stabile�te num�rul de e�antioane pentru reprezentarea semnalelor modulator �i respentiv purt�tor precum �i frecven�a de e�antionare a acestora. Aceste valori trebuie alese de cel pu�in dou� ori mai mari decât frecven�a semnalului purt�ror.

Aceast� aplica�ie se inten�ioneaz� a lucra cu o plac� extern�, cuplat� pe portul paralel al calculatorului. Din acest motiv pe panoul frontal este prev�zut un buton pentru transferul c�tre liniile acestui port a e�antioanelor rezultate în urma procesului de modulare. Adresa de baz� la care lucreaz� portul parale poate fi de asemenea aleas�.

In cazul analizei modula�iei de amplitudine, indicele de modula�ie este afi�at continuu într-o fereastr� special�. Lâng� aceast� fereastr� exist� �i un afi�aj de tip LED care indic� atunci când are loc dep��irea domeniului de valori acceptat pentru acest parametru al semnalului MA. Urm�rind structura diagramei instrumentului virtual prezentat se observ� c� acesta cuprinde blocurile func�ionale asociate controalelor de pe panoul frontal �i cateva bucle de prelucrare a datelor. Coresponden�a dintre butoanele plasate pe panoul frontal �i blocurile func�ionale asociate din diagrama instrumentului

D.A. VI�AN, I. LI��, N. BADALAN – APLICA�IE LABVIEW PENTRU SIMULAREA FUNC�ION�RII MODULATOARELOR LINIARE 33

virtual este u�or de realizat �i din acest motiv nu va mai fi prezentat�.

Toate prelucr�rile specifice aplica�iei se desf��oar� în cadru unei bucle While controlat� prin butonul STOP de pe panoul frontal. Întârzierea dintre ciclurile buclei while este stabilit� la 0,1 secunde prin blocul Time Delay.

Butonul care pemite alegerea tipului de modula�ie controleaz� o bucl� Case care con�ine

instruc�iunile necesare a fi executate în cele dou� cazuri posibile (MA sau BLD). Rezultatul ob�inut este afi�at �i în acela�i timp este aplicat unui bloc care calculeaz� transformata Fourier a semnalului.

Se ob�in astfel �i datele referitare la componentele spectrale ale semnalului. Acestea se afi�eaz� de asemenea pe panoul frontal al aplica�iei, într-o fereastr� separat�.

Figure 2 Panoul frontal al aplica�iei LabVIEW pentru studiul modulatoarelor liniare.

34 CONFERIN�A NA�IONAL� DE INSTRUMENTA�IE VIRTUAL�, EDI�IA A III-A, BUCURE�TI, 29 MAI 2006

Figure 3 Diagrama aplicatiei LabVIEW pentru studiul modulatoarelor liniare.

Figure 4 O frac�iune din fi�ierul rezultat în urma salv�rii amplitudinilor e�antioanelor semnalului modulat.

3. CONCLUZII În aceast� lucrare s-a prezentat o aplica�ie

implementat� în LabVIEW, care permite analiza complet� a modulatoarelor liniare pentru modula�ia de amplitudine cu band� lateral� dubl� �i purt�toare conservat� (MA) �i modula�ia de amplitudine cu band� lateral� dubl� �i purt�toare suprimat� (BLD).

Utilitate unei astfel de aplica�ii este evidenta. Ea permite verificarea rapid� �i exact� a conceptelor teoretice referitoare la aceste fenomene �i de asemenea , permite urm�rirea efectelor modific�rilor unor parametrii ai semnalelor de intrare aspupra semnalului modulat de la iesire.

BIBLIOGRAFIE

[1] V. Maier, C. D. Maier, “LAbVIEW in calitatea energiei electrice”, Ed. Albastra, Cluj-Napoca,2000.

[2] F. Cottet, O. Ciobanu, “Bazele programarii in LabVIEW”, Ed. Matrix Rom, Bucuresti, 1998.

[3] A. Mateescu, N. Dumitru, L. Stanciu, “Semnale ;I sisteme. Aplicatii in filtrarea semnalelor”, Ed. Teora, Bucuresti, 2001

[4] J. Kodosky, E. Perez, “Linear Systems in LabVIEW”, National Instruments Application Note 08, January 1991.