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En la Figura 6 se muestra el resultado de la
aplicación del sistema de generación de señales
por medio de imágenes, en donde una fotografía
de un osciloscopio mostrando la señal
de potencial de acción de una neurona real es
tratada primero realizando una inversión del
espacio de color, luego una conversión a blanco
y negro para finalmente mediante un análisis
de pixeles extraer los datos de amplitud de
la señal que serán usados para rellenar la tabla
de valores del generador de ondas; todos estos
procesos son realizados dentro del mismo
software del generador.
Figura 6. Generación de la simulación de un
impulso potencial de acción neuronal a partir
de una imagen real en un osciloscopio.
El software admite otras formas de onda mediante
la programación de plugins, de esta manera
es posible agregar nuevas funciones de
generación al programa independientemente
del mismo. Siguiendo un protocolo, automáticamente
el sistema reconoce la nueva función
y coloca el botón definido en el interface
principal. De esta forma el programa base se
encarga de la comunicación a bajo nivel con
el hardware de la tarjeta RVI mientras que los
plugins sólo deben de crear un archivo con la
tabla de datos que se ha de enviar.
5. RESULTADOS
5.1. Osciloscopio Virtual
El osciloscopio es de 2 canales, tiene una frecuencia
máxima de muestreo de 20MSPS, tiene
2 rangos de tensión (0-1V y 0-2v (X1) 0-10 0-20
(X10) ) seleccionables, con un ancho de banda de
10MHz. La capacidad de almacenamiento de las
muestras, en este caso, depende bloques SRAM
disponibles en la FPGA, en estos momentos se
hace el uso de 256 Bytes de los 270Kbits de RAM
que posee internamente, pudiéndose ampliar si
la aplicación lo requiere, además esta capacidad
se puede incrementar utilizando una memoria
externa cuyo slot se encuentra disponible. En la
implementación de la lógica en la FPGA, solo se
ha consumido el 5% de los recursos de la FPGA y
solo el 1% de la memoria RAM.
El rango de tensiones de entrada, se puede incrementar
usando una punta de osciloscopio
X10 o X100, de esta manera se puede registrar
niveles máximos de 20v y hasta 200v respectivamente.
El osciloscopio virtual tiene muchas
de las características básicas encontradas en
CIENCIA, CULTURA Y TECNOLOGÍA - UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ
los instrumentos comerciales y suficientes
para poder utilizarlo en la mayoría de las aplicaciones
de frecuencias no muy altas.
Figura 7. Pantallazo del GUI del osciloscopio.
5.2. Trazador de Curvas
La tarjeta RVI trabajando en forma conjunta
con un adaptador de señal tiene la capacidad
de generar 2 señales que varíen entre -10 a +
10v en 256 niveles.
Figura 8. Curvas I vs. V para transistor BD135 [10].
Las forma de las señales son definidas por la
interfaz de usuario y esta transfiere los datos
a la tarjeta RVI, para que genere la señal. En
la Figura 8, se muestra los datos de I vs V,
de un transistor bipolar tipo NPN, que ha sido
sometido a una variación de voltaje de -10 a
+10v en los terminales de C-E y de 0 a 6v en
10 pasos sobre los terminales de B-E.
El diseño trabaja con un sistema de reloj de 25
MHz y ocupa el 5% de la FPGA, no se hace el
uso de los bloques RAM, la información se envía
una vez que se termine la lectura en los ADCs.
Este instrumento tiene la capacidad de poder
obtener algunos parámetros intrínsecos de cada
componente, esto es debido a que los valores
de cada punto de las curvas tienen un valor no
solo cualitativo sino también cuantitativo.
Para que nuestro instrumento pueda llegar a
niveles de tensión muy elevados, se tendría
que rediseñar el adaptador de señal y hacer
unos cambios mínimos en el programa de la
interfaz de usuario, para interpretar los nuevos
rangos de tensión. Puede ser usado para el estudio
del comportamiento de nuevos y conocidos
dispositivos semiconductores para analizar
su estado ante variaciones de temperatura, radiación,
humedad entre otros de interés científico.
Además que este instrumento solo ha
consumido el 5% de recursos de la FPGA.
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