Implementación de metodologías de reconstrucción de señales y control de mediciones en sistemas embebidos de medición digital

Abstract

Actualmente sistemas de medición digital son cada vez más complejos en su arquitectura, compuestos por módulos de sensores, conversión analógica digital, módulos de reconstrucción de señales para eliminar las no linealidades de los sensores y módulos de control en sistemas en la cual se puede actuar sobre el ambiente de forma a controlar las señales de interferencia, obteniendo una mejora en la calidad de medición, modificando la dinámica de medición disminuyendo el tiempo de respuesta de estimación de la medición. El módulo de reconstrucción de señales usualmente requiere de la implementación de la función inversa (o inversa aproximada) de la función no lineal del sensor. Esas funciones no lineales no pueden ser implementadas directamente debido a las restricciones de cálculo en punto fijo y resolución limitada, característica de arquitectura del procesador embebido de bajo costo, empleados en diversas aplicaciones de medición. Para resolver el problema del módulo de reconstrucción de señales, se presenta un procedimiento para determinación de aproximación linear por partes de funciones no lineales para sistemas embebidos de bajo costo. Para esto, se desarrolló un algoritmo genético que determinara a posición y número de puntos de quiebra y tamaño mínimo de la tabla de equivalencia (LUT - Look­Up Table), para almacenar estos puntos de quiebra dentro de un procesador digital. La función no lineal puede entonces ser aproximada por funciones lineales a partir de los valores de los puntos de quiebra encontrados. El algoritmo desarrollado es probado e implementado en un Procesador Digital de Señales (DSP568 I I) de punto fijo, para dos casos de estudio: aproximación de la función seno en el primer cuadrante y reconstrucciones de medida de temperatura de un sensor termistor.