Sintetizadores Digitales Directos, Transmisor FM- Presentación Examen

Autor : Emerson Madrid L. , Prof. Guía : Mauricio Bahamonde B.

Diseño y construcción de un transmisor de frecuencia modulada,

para radiodifusión sonora, con tecnología DDS

Departamento de Ingeniería Eléctrica

Universidad de Chile

Presentación Memoria de Título

Estructura

1. Motivación

2. Fundamentos de Síntesis Digital Directa

3. Comparación entre modulación de frecuencia

analógica y digital.

4. Diseño del transmisor FM con DDS

5. Hardware construido

6. Conclusiones

Motivación

• Estudiar la tecnología de Síntesis Digital Directa, en lo

teórico y práctico, sentando las bases para el uso de

esta nueva tecnología.

• Diseñar un prototipo de transmisor de frecuencia

modulada para radiodifusión sonora donde se aplique

DDS en la generación de la señal modulada.

• Construir el hardware del prototipo de forma modular,

de manera que pueda ser utilizado en otras

aplicaciones.

Estructura

1. Motivación

2. Fundamentos de Síntesis Digital Directa

3. Comparación entre modulación de frecuencia

analógica y digital.

4. Diseño del transmisor FM con DDS

5. Hardware construido

6. Conclusiones

Fundamentos de Síntesis Digital Directa (I)

Valores típicos:

N = 32 a 48 bits

P = 14 bits

B = 10 a 14 bits

Fundamentos de Síntesis Digital Directa (II)

N

CLKOUT

fTWf

2

⋅=

2

CLKOUT

ff ≤

º02.0

1

min

min

≈∆

≈∆

ϕ

µHzf

Si Fclk = 200 MHz , TW de 48 bits y

P = 14 bits

Fundamentos de Síntesis Digital Directa (III)

Espectro – Caso Estático

[ ]dBF

FBSNRRuidodePiso

S

OS

⋅+⋅+= log1002.676.1

[ ]dBcPtotruncamienespuriaMax ⋅−= 02.6.

Fundamentos de Síntesis Digital Directa (IV)

Espectro – Caso Dinámico FM

Ancho de banda FM comercial = 180 kHz (> -80 dBc)

Espectro se superpone al caso estático, modulando los alias

Estructura

1. Motivación

2. Fundamentos de Síntesis Digital Directa

3. Comparación entre modulación de frecuencia

analógica y digital.

4. Diseño del transmisor FM con DDS

5. Hardware construido

6. Conclusiones

Modulación de Frecuencia

FM con PLL FM con DDS

Linealidad Buena

(requiere sintonización)

Excelente

Estabilidad Buena Excelente

Espurias Poco Mucho

(requiere filtros críticos)

Complejidad Baja Moderada a Alta

Costo Bajo Moderado a Alto

Compatibilidad digital No

(requiere conversión)

Si

Estructura

1. Motivación

2. Fundamentos de Síntesis Digital Directa

3. Comparación entre modulación de frecuencia

analógica y digital.

4. Diseño del transmisor FM con DDS

5. Hardware construido

6. Conclusiones

Diseño del prototipo de transmisor FM con DDS (I)

Requerimientos

Rango de frecuencias 87.5 – 108.1 MHz

SFDR 80 dBc

Estabilidad de Frecuencia +/- 1 kHz

Atenuación de armónicas > 70 dBc

Potencia de salida RF + 40 dBm

VSWR Max. 1 : 3

Resolución audio (calidad CD Audio) 16 bits

Diseño del prototipo de transmisor FM con DDS (II)

Diseño del prototipo de transmisor FM con DDS (III)

Estructura

1. Motivación

2. Fundamentos de Síntesis Digital Directa

3. Comparación entre modulación de frecuencia

analógica y digital.

4. Diseño del transmisor FM con DDS

5. Hardware construido

6. Conclusiones

Hardware: Plataforma DDS AD9852

Hardware: Plataforma DDS AD9852

HEADER DDS AD9852

Hardware: Plataforma DDS AD9852

Implementación evaluativa

Hardware: Transmisor FM

Hardware: Transmisor FM

Vista Interior del TX

Hardware: Transmisor FM

VCO y PLL

Hardware: Transmisor FM

Driver RF

Hardware: Transmisor FM

Amplificador RF

Hardware: Transmisor FM

Medidor de R.O.E.

Estructura

1. Motivación

2. Fundamentos de Síntesis Digital Directa

3. Comparación entre modulación de frecuencia

analógica y digital.

4. Diseño del transmisor FM con DDS

5. Hardware construido

6. Conclusiones

Conclusiones

• Los Sintetizadores Digitales Directos son recomendables en

aplicaciones que requieran alta resolución en frecuencia y

fase, y en algunos casos también en amplitud. Es el caso de

las normas digitales de radiodifusión.

• En transmisores de frecuencia modulada norma analógica,

la implementación de DDS mejora la linealidad y SNR en la

respuesta de audio de transmisor.

• El prototipo construido representa una buena base para

desarrollar equipos profesionales para radiodifusión sonora.