“SERIES DE FOURIER”.

...

- Se medirá la señal generada con el analizador de espectro para identificar las frecuencias que componen la señal de la onda.

Análisis:

- Se puede apreciar en el espectro de frecuencias de que la señal cuadrada está compuesta, por una gran cantidad de senos, los cuales son armónicos los cuales le dan la forma que posee.

Figura 09: Espectro de la onda cuadrada

Preguntas de laboratorio

- ¿Cuál es el rango de frecuencia de trabajo del analizador de espectro del Multisim?

- Puede trabajar hasta el rango de los Hz hasta los GigaHz, para realizar el análisis de frecuencias en una señal compuesta por gran cantidad de senos y cosenos.

- ¿Cuál es máximo de tensión de entrada que puede simular el Multisim?

- Puede simular hasta el valor de los Tera Voltios, en el generador de señales virtual.

- ¿Cuáles son las unidades del eje Y (vertical) del Multisim cuando se trabaja con el analizador de espectro?

- El eje vertical es del orden de los voltios y el eje horizontal es de frecuencia, pro que el analizador de espectros trabaja en el dominio de la frecuencia.

Aplicación de lo aprendido

Se dibujara el espectro de frecuencias de la señal obtenida de un rectificador de media onda, Valores obtenidos.

[pic 12]

Figura 10: Circuito generador de la señal[pic 13]

[pic 14]

Comentario:

- Podemos apreciar que la forma obtenida es la misma a la teórica para una señal de media onda rectificada.

Análisis:

- La señal obtenida es de ocho voltios pico con una frecuencia de un kilohercio tal y como la serie de Fourier la describe.

Figura 11: Media Onda rectificada

Análisis:[pic 15]

- Podemos apreciar del espectro de la señal que se aprecia los armónicos de los cosenos que nos dice que está confirma su modela dado por series de Fourier.

Figura 11: Espectro de media onda rectificada

Selección de equipos

Para realizar la compra de un equipo tal como un Osciloscopio u Analizador de espectros se requiere tomar en cuenta:

Osciloscopio

Un osciloscopio es un instrumento de medición electrónico para la representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Es muy usado en electrónica de señal, frecuentemente junto a un analizador de espectro.

Presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en la que normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical) representa tensiones. La imagen así obtenida se denomina oscilograma.

Osciloscopios Analógicos

La tensión a medir se aplica a las placas de desviación vertical oscilante de un tubo de rayos catódicos (utilizando un amplificador con alta impedancia de entrada y ganancia ajustable) mientras que a las placas de desviación horizontal se aplica una tensión en diente de sierra (denominada así porque, de forma repetida, crece suavemente y luego cae de forma brusca). Esta tensión es producida mediante un circuito oscilador apropiado y su frecuencia puede ajustarse dentro de un amplio rango de valores, lo que permite adaptarse a la frecuencia de la señal a medir. Esto es lo que se denomina base de tiempos.

[pic 16]

Diagrama de funcionamiento del Osciloscopio

Osciloscopios Digitales

En la actualidad los osciloscopios analógicos están siendo desplazados en gran medida por los osciloscopios digitales, entre otras razones por la facilidad de poder transferir las medidas a una computadora personal o pantalla LCD.

En el osciloscopio digital la señal es previamente digitalizada por un conversor analógico digital. Al depender la fiabilidad de la visualización de la calidad de este componente, esta debe ser cuidada al máximo.

La principal característica de un osciloscopio digital es la frecuencia de muestreo, la misma determinara el ancho de banda máximo que puede medir el instrumento, viene expresada generalmente en MS/s (millones de muestra por segundo).

La mayoría de los osciloscopios digitales en la actualidad están basados en control por FPGA (del inglés Field Programmable Gate Array), el cual es el elemento controlador del conversor analógico a digital de alta velocidad del aparato y demás circuitería interna, como memoria, buffers, entre otros.

Las características técnicas de un osciloscopio son extensas y no todas influyen por igual en la relación rendimiento/coste del instrumento. En consecuencia, es necesario conocer los parámetros que determinan la calidad del instrumento. En este apartado se exponen las primeras definiciones, basadas en estos parámetros, que nos aproximan a la operación del instrumento. La calidad y en consecuencia el coste de un osciloscopio, depende en esencia, y aproximadamente en este orden, de los siguientes factores:

a) Número de canales. Establece las entradas externas aplicables y que pueden ser capturadas por el instrumento al mismo tiempo.

b) Ancho de banda y tiempo de subida. Cuantifican la capacidad de procesamiento de frecuencias y la velocidad de respuesta de la unidad de deflexión vertical del instrumento. El modelo de sistema de primer orden con respuesta frecuencial de tipo paso-baja, refleja con fidelidad su comportamiento.

c) Sensibilidad de los canales verticales. Indica la capacidad del instrumento para resolver pequeños cambios en la amplitud de la señal de entrada. La unidad principal de medida en la pantalla es la división. En consecuencia, un osciloscopio sensible debe ser capaz de representar pocos milivoltios en una división; es decir, expandirá y resolverá notablemente señales de bajo nivel (pequeña amplitud). Existen modelos