Análisis y reducción de la distorsión para técnicas de modulación de pulsos
La modulación digital por ancho de pulso (PWM por sus siglas en inglés) utilizada en amplificadores conmutados convierte las muestras de una se˜nal discreta en una señal binaria compuesta por pulsos de ancho variable que posee intrínsecamente altos niveles de distorsión en banda base. En esta tes...
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| Formato: | tesis doctoral |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2016
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://repositoriodigital.uns.edu.ar/handle/123456789/2584 |
| Aporte de: |
| Sumario: | La modulación digital por ancho de pulso (PWM por sus siglas en inglés) utilizada en
amplificadores conmutados convierte las muestras de una se˜nal discreta en una señal binaria
compuesta por pulsos de ancho variable que posee intrínsecamente altos niveles de distorsión
en banda base. En esta tesis se estudian y proponen técnicas de modulación digital de tiempo
real que presentan muy baja distorsión incluso cuando se utilizan frecuencias de conmutación
de apenas el doble de la máxima frecuencia de la señal moduladora. Se obtiene un modelo discreto no lineal de la modulaci´on PWM que captura en forma
precisa el comportamiento de la modulación en banda base, desde frecuencia cero hasta la
mitad de la frecuencia de conmutación. El modelo se extiende para modelar también otros
fenómenos prácticos como variaciones en la amplitud de los pulsos y corrimientos en los
flancos ascendentes y descendentes de la señal PWM. Una serie de simplificaciones permite
obtener modelos basados en estructuras tipo Hammerstein generalizadas conformadas por la
conexión paralela de potencias y filtros lineales que modelan la din´amica del modulador. Utilizando estos modelos se desarrollan algoritmos digitales que permiten determinar los
ciclos de trabajo de la señal PWM a partir de las muestras de la señal de entrada garantizando
distorsión nula de la señal PWM en banda base.
Un modulador basado en el método iterativo de Newton permite obtener una estructura
sencilla capaz de ser implementada en tiempo real en procesadores digitales de señales. Este
modulador se extiende para compensar variaciones en las amplitudes de los pulsos. Se presenta
también otro método de modulación basado en una estructura de predistorsión adaptiva
conocida como arquitectura de aprendizaje indirecto que estima la inversa del modelo de la
modulación PWM utilizando un algoritmo de cuadrados mínimos recursivo. Estos métodos
de modulación junto con otro método basado en una inversa de Volterra se comparan en
diferentes condiciones de operaci´on mediante simulaciones y mediciones experimentales a
partir de implementaciones en tiempo real y utilizando procesadores digitales de señales. |
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