Generar Senoidal

[rarc_357]

Necesito generar ondas senoidales de diferentes frecuencias, (10-15Khz) para lo cual utilizaré tablas lookup y un DAC para obtener la salida analógica de la señal. En CCS existe este ejemplo:


BYTE CONST SINE_WAVE[200] = {
128,132,136,139,143,147,150,154,158,161,165,169,172,176,179,
182,186,189,192,195,199,202,204,207,210,213,215,218,220,223,
225,227,229,231,233,235,237,238,240,241,242,243,244,245,246,
247,247,247,248,248,248,248,248,247,247,247,246,245,244,243,
242,241,240,238,237,235,233,231,229,227,225,223,220,218,215,
213,210,207,204,202,199,195,192,189,186,182,179,176,172,169,
165,161,158,154,150,147,143,139,136,132,128,124,120,117,113,
109,106,102,98,95,91,87,84,80,77,74,70,67,64,61,57,54,52,49,
46,43,41,38,36,33,31,29,27,25,23,21,19,18,16,15,14,13,12,11,
10,9,9,9,8,8,8,8,8,9,9,9,10,11,12,13,14,15,16,18,19,21,23,
25,27,29,31,33,36,38,41,43,46,49,52,54,57,61,64,67,70,74,77,
80,84,87,91,95,98,102,106,109,113,117,120,124};

BYTE sine_index;

#int_rtcc
void isr() {

   set_rtcc(102);         // frequency of interrrupt = (clock/(4*divisor))/(256-reload)
                          //                 2029 hz = (20000000/(4*16))/(256-102)

   write_dac(SINE_WAVE[sine_index]);

   if(++sine_index==200) {
      sine_index=0;
   }
}


void main() {

  setup_counters( RTCC_INTERNAL, RTCC_DIV_16);
  enable_interrupts(INT_RTCC);
  enable_interrupts(GLOBAL);

  while (TRUE) ;
}

La tabla ya está calculada y tiene 200 muestras, mi duda es como generar esa tabla, y creo q a mayor frecuencias quizá necesite menos muestras, tampoco me queda claro como puedo hacer variar la frecuencia (este ejemplo es a 10Hz)

[Suky]

Para generar la tabla en muy sencillo, una calculadora y listo  Y=127.5+ 127.5*sen(2*Pi*f*t) donde t dependerá de la velocidad de muestreo. Igual lo que puedes hacer es hacer una sola tabla de cierta cantidad de pasos, y por la frecuencia que quieres generar mas de 20 no creo que puedas usar. Y después para reproducir las distintas frecuencias lo único que haces es variar el tiempo entre envío de muestras.



Saludos!

[gera]

Y por q no usas la funcion sin() de la libreria math.h?
Yo una vez haciendo un filtro digital hice un oscilador sin querer jeje, pero no guarde el codigo
saludos!

[Suky]

Y por q no usas la funcion sin() de la libreria math.h?
Yo una vez haciendo un filtro digital hice un oscilador sin querer jeje, pero no guarde el codigo
saludos!

Noooo! ocupa muchas instrucciones, es imposible hacer algo 10kHz con eso 

[migsantiago]

Acabo de probar la generación de una senoidal con puras funciones flotantes y Suky tiene razón, un PIC18 corriendo a 40MHz (10MIPS) no puede ser tan rápido...

Código: [Seleccionar]

#include <18f452.h>
#use delay(clock=40000000)

#include <math.h>

void main(void)
{
float t;
const float p = 0.00005; //muestreo requerido de 20kHz
float f = 10000.0; //frecuencia senoidal
const float dos_pi = 6.2831;
int8 salf;
int8 salida;

while(1)
   {
   salf = 255.0 * sin(dos_pi * f * t);
   salida = (int8)salf; //aquí falta desplazar la muestra a polaridad positiva pero bueno XD
   t += p;
   if(t>1.0)
      t=0;
   }
  
}

El bloque del while(1) consume 653us aproximadamente en calcular el seno, multiplicar por la amplitud de 255, hacer el casting a entero e incrementar el tiempo.

Si cada 0.65ms se puede conocer una muestra senoidal, la frecuencia en tiempo real sería de 1,538Hz aproximadamente... muy por debajo de los 15kHz que necesita rarc.

Para hacer la tabla de constantes que está arriba se puede usar excel o cualquier otra cosa siguiendo la fórmula de mi ejemplo, pero al modificar la frecuencia de la senoidal o el valor de t la tabla resulta inútil porque todos sus valores cambian.

Lo bueno es que los PIC18 tienen mucha memoria de programa y puedes llenarlas con cuantas tablas de frecuencias necesites.

[gera]

hmm, es cierto.. entonces con tabla sera. Aunq pienso q tiene q haber una forma mas eficaz.
saludos!!

[Suky]

Con un PIC a esa frecuencia te ves muy limitado 

[RICHI777]

Hola, los metodos de tabla con valores precalculados son los metodos mas eficaces que existen, nada es mas rapido que indexar y tomar el valor de una posicion de memoria.

Saludos !

[Suky]

Exacto, y yo crearía una única tabla de 256 valores, para usar un "puntero" de 8 bits para no usar esta rutina:

Código: C

1. if(++sine_index==200) {
2.       sine_index=0;
3.    }

por ejemplo que le quita rendimiento, aparte de no usar interrupción  

Saludos!

[PalitroqueZ]

Con tablas es una forma muy rapida, los chips de analog Devices usan tablas ROM super rapidas



fuente: 450968421DDS_Tutorial_rev12-2-99.pdf

[migsantiago]

Exacto, y yo crearía una única tabla de 256 valores, para usar un "puntero" de 8 bits para no usar esta rutina:

Suky, ¿pero cómo modificarías la frecuencia y el periodo de muestreo si la tabla se calcula con f y t constantes? Según entiendo esa tabla de 256 valores sería a partir de una f y una t, pero al cambiarlas la tabla dejaría de servir.

Tendría que tener muchas tablas, cada una con un par de f y t. 

[Suky]

Exacto, y yo crearía una única tabla de 256 valores, para usar un "puntero" de 8 bits para no usar esta rutina:

Suky, ¿pero cómo modificarías la frecuencia y el periodo de muestreo si la tabla se calcula con f y t constantes? Según entiendo esa tabla de 256 valores sería a partir de una f y una t, pero al cambiarlas la tabla dejaría de servir.

Tendría que tener muchas tablas, cada una con un par de f y t.  

Los niveles de tensión son exactamente los mismos, si siempre muestreo por ejemplo con 16 muestras por periodo de la señal, claro esta que la frecuencia de muestreo va a variar en cada caso, pero es una solución rápida dentro de un pequeño rango de frecuencias. Después para la generación lo único que se varia es el tiempo en presentar las muestras.

[migsantiago]

Me has convencido, tienes razón. Es solo cuestión de estirar o comprimir la senoidal... incluso se podría generar solo el semiciclo positivo y negar el otro. 

[Suky]

Me has convencido, tienes razón. Es solo cuestión de estirar o comprimir la senoidal... incluso se podría generar solo el semiciclo positivo y negar el otro. 

Claro a eso me refería, estirar o comprimir la señal. Eso para un determinado rango de frecuencias, porque para generar 50 Hz con 16 muestras creo que tiene muy poca resolución 

[migsantiago]

Sí, por ejemplo generas una tabla de 16 muestras para una señal rápida como de 1kHz pero luego generas una tabla de 128 muestras para una de 50Hz.