Realización electrónica en FPGA de un convertidor Digital/Analógico con PWM como interfaz analógica

Abstract

El objetivo de este proyecto es realizar e implementar en una FPGA un convertidor Digital/Analógico de ancho de banda parametrizable, basado en un modulador Sigma Delta de segundo orden de 16 niveles y en un modulador de ancho de pulsos. Para ello, se ha partido del diseño de dicho convertidor en Simulink. Se han llevado a cabo las simulaciones necesarias en MATLAB y Simulink para analizar el comportamiento del convertidor y para darle dimensiones a las señales que se han usado para describirlo en lenguaje VHDL. Finalizados todos los estudios previos, se han desarrollado los códigos necesarios para realizar el convertidor en VHDL empleando la herramienta ISE de Xilinx. Dicha herramien- ta ha permitido realizar simulaciones cuyos resultados se han analizado para comprobar que el diseño del convertidor en VHDL se había realizado de forma satisfactoria. Una vez acabadas las simulaciones en VHDL, se ha realizado el último paso de este proyecto: implementar los códigos que conforman al convertidor en una placa FPGA. Usando un osciloscopio digital PicoScope 6, se han obtenido resultados experimentales que se han estudiado y comparado con los obtenidos en las simulaciones de los pasos anteriores para así determinar si los resultados finales han sido satisfactorios.

The objective of this project is to make and implement in a FPGA a parameterizable bandwidth Digital/Analog converter, based on a 16-level second order Sigma Delta modulator and a pulse width modulator. To do this, the design of said converter in Simulink has been used. The necessary simu- lations have been carried out in MATLAB and Simulink to analyze the behavior of the converter and to give dimensions to the signals that have been used to describe it in VHDL language. Once all the previous studies have been completed, the necessary codes have been de- veloped to make the converter in VHDL using the Xilinx ISE tool. This tool has allowed simulations to be carried out, the results of which have been analyzed to verify that the design of the converter in VHDL had been carried out satisfactorily. Once the VHDL simulations have been completed, the last step of this project has been carried out: implementing the codes that make up the converter on an FPGA board. Using a PicoScope 6 digital oscilloscope, experimental results have been obtained that have been studied and compared with those obtained in the simulations of the previous steps in order to determine if the final results have been satisfactory.