Características del generador de forma de onda arbitraria NI PXI

La arquitectura de memoria de la mayoría de los generadores de señales impone restricciones en el tamaño de la forma de onda y el cuanto. Cada forma de onda descargada en la memoria del dispositivo debe tener al menos un tamaño de onda mínimo en términos del número de muestras. Además, el tamaño en las muestras de la forma de onda descargada en la memoria del dispositivo debe ser un múltiplo entero de un cierto número o cuánto.

Por ejemplo, el generador arbitrario NI 5412, que tiene un tamaño mínimo de onda de 4 y un cuántico de onda de 4, es más flexible que su predecesor, que tenía un tamaño mínimo de onda de 256 y un cuántico de 8 muestras. El NI 5412 puede emitir formas de onda de tamaño 4, 8, 12, 16, y así sucesivamente, mientras que el primero solo podía emitir formas de onda de tamaño 256, 264, 272, 280, y así sucesivamente.

Se pueden cargar múltiples formas de onda y sus instrucciones de secuenciación de formas de onda en la memoria integrada de un Signal Generator. El concepto de usar una secuencia para generar formas de onda se conoce como "secuenciación de formas de onda" o formas de onda de "enlace y bucle". El bucle de formas de onda repite una sola forma de onda varias veces, mientras que el enlace de formas de onda especifica la lista de reproducción del GTE. Debido a que los GTE almacenan formas de onda en la memoria integrada, la longitud de la forma de onda es limitada. El bucle de forma de onda ayuda a generar señales con subcomponentes que se repiten muchas veces. El bucle de un segmento de forma de onda mejora la eficiencia de la memoria y aumenta la duración potencial de la forma de onda.

Las siguientes figuras muestran los conceptos de formas de onda y secuenciación de segmentos.

Figura 1

En la Figura 1, la forma de onda A representa un solo ciclo de una onda sinusoidal que se descarga en la memoria integrada. La forma de onda B representa un solo ciclo de una forma de onda de rampa que se descarga en la memoria integrada. Recuerde que cada una de estas formas de onda debe seguir el tamaño mínimo de la forma de onda y las reglas cuánticas.

Figura 2

El segmento 1, en la Figura 2, muestra un segmento creado usando la Forma de onda A, repitiéndose o haciendo bucles tres veces. El segmento 2 contiene la forma de onda B haciendo loop dos veces. El segmento 3 contiene el bucle de la forma de onda A solo una vez.

Figura 3

 

Como se ve en la Figura 3, estas formas de onda están enlazadas en una secuencia.

Las fuentes de señal proporcionan varios tipos de activación de hardware para controlar su generación de forma de onda. Un desencadenante es un estímulo interno o externo que inicia una o más funciones del dispositivo. Los estímulos desencadenantes incluyen bordes digitales TTL, funciones de software y niveles analógicos. Los disparadores externos se pueden reexportar y, junto con los eventos marcadores (explicados más adelante), pueden permitirle sincronizar el funcionamiento del hardware con circuitos externos u otros dispositivos NI. En general, los activadores de fuente de señal inician una generación de forma de onda o hacen que el GTE pase de una etapa de forma de onda a otra después de que la salida de forma de onda haya comenzado. A continuación se describen cuatro modos de disparo comúnmente utilizados: modo de disparo de inicio, modo de disparo continuo, modo de disparo escalonado y modo de disparo de ráfaga.

Figura 4

Como se muestra en la Figura 4, en el modo de activación de inicio, la secuencia de forma de onda definida en la memoria genera solo una vez al recorrer toda la secuencia y luego la generación de forma de onda se detiene. Después de que el generador recibe un disparador de arranque, la generación de forma de onda comienza en el primer segmento y continúa a través del último segmento. Después de que se haya generado toda la lista de secuencias, la última muestra del último segmento se genera continuamente.

Por otro lado, en el modo de disparo continuo, toda la secuencia de segmentos de forma de onda se repite continuamente como se muestra en la figura 5. Tanto en el modo de disparo de arranque como en el modo de disparo continuo, se ignoran todos los disparos posteriores después del disparo inicial.

Figura 5

En el modo de disparo escalonado, como se muestra en la figura 6, las formas de onda definidas en la lista de secuencias generan un segmento cada vez que se reconoce un disparador. La forma de onda hará un bucle tantas veces como se haya configurado para ese segmento en particular. Después de que la generación de un segmento se ha detenido, la última muestra de la forma de onda se repite continuamente hasta que se recibe el siguiente desencadenante. Cuando se recibe el siguiente disparador, la forma de onda definida por el siguiente segmento generará una cantidad configurada de bucles. Una vez agotada la lista de secuencias, la generación de formas de onda vuelve al primer segmento y los disparadores posteriores iniciarán el proceso de nuevo. Un disparador se reconoce solo después de que el segmento haya terminado de generarse. De lo contrario, el disparador será ignorado.

Figura 6

El modo de disparo de ráfaga funciona de manera muy similar al modo de disparo escalonado, excepto que cada segmento de forma de onda definido en la lista de secuencias genera continuamente hasta que se produce otro disparo en lugar de simplemente repetir la última muestra del último segmento.

Figura 7

Un marcador es un pulso digital que puede generarse en puntos específicos dentro de una generación de forma de onda. Se puede colocar un marcador en cada segmento de secuencia y utilizarlo como disparador para controlar la temporización de otros dispositivos. Por ejemplo, las salidas de marcadores se utilizan comúnmente como disparador digital para digitalizadores y osciloscopios de alta velocidad.

Las salidas de los marcadores se especifican dando un recuento de desplazamiento (en número de muestras) desde el inicio del buffer de forma de onda para cada segmento. Si la forma de onda hace un bucle varias veces en un segmento, el marcador genera cada vez que la forma de onda hace un bucle en la posición de muestra configurada.

Para generar un marcador solo una vez en un segmento, donde la forma de onda hace un bucle varias veces, divida el segmento en varios segmentos. Por ejemplo, para generar un marcador solo en la primera iteración de una forma de onda sinusoidal que hace un bucle 100 veces, cree un segmento que genera la forma de onda sinusoidal con el marcador en una posición de muestra específica y hace un bucle solo una vez. Cree un segundo segmento que genere la forma de onda sinusoidal sin marcador y haga bucles 99 veces.

Como se muestra en la Figura 8, esta técnica se puede utilizar en diferentes combinaciones de segmentos para generar un marcador cada cinco bucles de la forma de onda sinusoidal mediante la creación de un segmento que contiene un marcador y un bucle (segmento 1) seguido de un segmento sin marcadores que está haciendo un bucle cuatro veces. Estos dos segmentos se repiten el tiempo que necesite repetir el ciclo.

Figura 8

La mayor limitación de la salida de marcador estándar es que solo puede ocurrir un evento marcador por segmento de forma de onda. El evento marcador de datos amplía la funcionalidad del marcador para permitir múltiples eventos de marcador en un segmento. Consulte la guía Encuentre el generador de señales adecuado para determinar si su dispositivo admite eventos de marcador de datos.

Un marcador de datos es un evento que le permite exportar cualquiera de los 16 bits de datos de forma de onda a cualquier destino válido en el dispositivo. Recuerde que un GTE convierte una serie de muestras digitales en una forma de onda analógica utilizando un convertidor de digital a analógico. Por ejemplo, el NI 5421 AWG tiene 16 bits de datos de forma de onda por muestra. Se pueden exportar hasta cuatro de los 16 bits de datos de forma de onda a la vez.

El nivel digital de un evento marcador de datos cambia en el momento en que un bit de datos específico alterna los datos de forma de onda. Si el bit de datos de forma de onda alterna varias veces en un segmento, el nivel del marcador de datos cambia cada vez. Cuando el nivel de bits de datos es alto, el nivel de marcador de datos es alto. También puedes invertir esta relación.

La siguiente figura muestra el evento de marcador de datos exportado cambiando entre bajo y alto a medida que el bit de datos especificado se alterna. En el NI 5421, los eventos de marcadores de datos se pueden exportar al bus RTSI, las líneas de activación PXI, SYNC OUT/PFI 0 y PFI 1 o PFI 4 y PFI 5.

Figura 9

Los eventos de marcadores de datos permiten una sincronización más estrecha entre los generadores de señal y otros dispositivos. Por ejemplo, un GTE y un digitalizador a menudo se sincronizan utilizando el disparador de inicio exportado del GTE. Sin embargo, existe un breve retraso entre el momento en que se exporta el disparador de arranque y el momento en que se produce la generación de la forma de onda analógica en el conector de salida. Cuando se utiliza el evento marcador de datos como fuente de activación, se logran tiempos de respuesta de activación más rápidos porque el evento marcador se sincroniza directamente con la salida analógica.

El scripting es una potente función que te permite crear de forma rápida y sencilla secuencias de activación y formas de onda muy complejas. Puede "enlazar y hacer bucle" entre varias formas de onda en una operación de generación mediante un script. Un script es un conjunto de instrucciones que describe las formas de onda que se van a generar, el orden en el que se generan, cuántas veces se generan e incluso puede contener sentencias condicionales. Pueden existir varios scripts en el dispositivo a la vez; puede elegir qué script ejecutar haciendo referencia al nombre del script. En esta sección se describe la sintaxis para crear un script, así como la forma de usar scripting en sus aplicaciones.

Para comenzar, examinemos un ejemplo de script simple que se muestra a continuación.

Cuando se ejecuta, este script genera consecutivamente tres formas de onda. Los scripts más complejos se pueden crear fácilmente usando las seis instrucciones principales: script/end script, generar, repetir/end repeat, if/else/end if, esperar y borrar.

Script/End Script - Define un conjunto de instrucciones que deben estar contenidas dentro de un solo script y asociar un nombre con ese script.

Generate - Genera una forma de onda con nombre. Puede generar toda la forma de onda o un subconjunto de ella. También puede elegir generar un marcador en una ubicación especificada en la forma de onda nombrada.

Repetir / Finalizar repetición - Repite un conjunto de instrucciones. Puede repetir un número finito de veces, repetir para siempre o repetir hasta que se reciba un activador de script de hardware.

If/Else/End If - Determina qué secciones de un script ejecutar, en función de si se recibió un desencadenante de script en particular.

Esperar - Detiene la ejecución hasta que se reciba un activador de script.

Borrar - Ignora un activador de script previamente bloqueado. Esta opción se utiliza normalmente antes de la espera hasta o repetir hasta las instrucciones.

Examinemos algunos ejemplos que utilizan estas funciones de scripting para crear secuencias de formas de onda complejas. El editor de guiones NI permite a los usuarios escribir, mantener e incluso comprobar errores fácilmente sus guiones.

Repetición finita (N veces) - Este script genera waveform1, waveform2 y luego waveform3. waveform2 se repite 3 veces.

Repetición condicional - Este script genera waveform1, waveform2 y luego waveform3. waveform2 se repite hasta que ocurre scripttrigger0.

Ramificación condicional - If/Then Else - Este script genera la forma de onda1. Luego, si se ha recibido scripttrigger0 se generará wavform2. De lo contrario, si scripttrigger0 no se ha recibido se generará waveform3.

Stepping Through Multiple Waveforms - Este script genera waveform1 y luego espera a scripttrigger0. Una vez que ocurre scripttrigger0, el script genera waveform2. El script entonces espera a que scripttrigger0 ocurra de nuevo y luego genera waveform3. Observe que la instrucción clear se utiliza para garantizar que los activadores de script recibidos antes de la espera hasta que se ignore la instrucción. Toda esta secuencia se repite para siempre, hasta que la generación es abortada.

Generación de formas de onda con marcadores - Este script genera forma de onda1 y genera un evento marcador en la muestra 20.

Los clientes interesados en este tema también estaban interesados en los siguientes productos de NI:

• Generadores de forma de onda
• ¿Qué es LabVIEW?