4.15: Análisis de forma de onda
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PARTES Y MATERIALES
- Computadora personal compatible con IBM con tarjeta de sonido, con Windows 3.1 o superior
- Software Winscope, descargado gratis de internet
- “Teclado” electrónico (musical)
- Enchufe tipo auricular “mono” (no estéreo) para teclado
- Enchufe tipo auricular “mono” (no estéreo) para entrada de micrófono de tarjeta de sonido de computadora, con cables para conectarse a fuentes de voltaje
- Potenciómetro de 10 kΩ
Las piezas y equipos para este experimento son idénticos a los requeridos para el experimento “osciloscopio PC”.
Referencias cruzadas
Lecciones En Circuitos Eléctricos, Volumen 2, capítulo 7: “Señales de CA de Frecuencia Mixta”
Objetivos de aprendizaje
- Comprender la diferencia entre las gráficas de dominio de tiempo y de dominio de frecuencia
- Desarrollar un sentido cualitativo del análisis de Fourier
Diagrama esquemático
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Ilustracion
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INSTRUCCIÓN
El programa Winscope viene con otra característica distinta a la típica pantalla de osciloscopio “de dominio de tiempo”: la pantalla “de dominio de frecuencia”, que traza la amplitud (vertical) sobre la frecuencia (horizontal). La pantalla de “dominio de tiempo” de un osciloscopio traza la amplitud (vertical) a lo largo del tiempo (horizontal), lo cual es adecuado para mostrar la forma de onda. Sin embargo, cuando es deseable ver la circunscripción armónica de una onda compleja, una gráfica de dominio de frecuencia es la mejor herramienta.
Si usa Winscope, haga clic en el icono “arco iris” para cambiar al modo de dominio de frecuencia. Genera una señal de onda sinusoidal usando el teclado musical (voz panflauta o flauta), y deberías ver un solo “pico” en la pantalla, correspondiente a la amplitud de la señal de frecuencia única. Mover el cursor del ratón por debajo del pico debería dar como resultado que la frecuencia se muestre numéricamente en la parte inferior de la pantalla.
Si se activan dos notas en el teclado musical, la trama debe mostrar dos picos distintos, cada uno correspondiente a una nota particular (frecuencia). Los acordes básicos (tres notas) producen tres picos en la gráfica de dominio de frecuencia, y así sucesivamente. Contraste esto con una gráfica de osciloscopio normal (dominio del tiempo) haciendo clic una vez más en el icono “arco iris”. Un acorde musical que se muestra en formato de dominio de tiempo es una forma de onda muy compleja pero es bastante simple de resolver en notas constituyentes (frecuencias) en una pantalla de dominio de frecuencia.
Experimentar con diferentes “voces” de instrumentos en el teclado musical, correlacionando la trama de dominio de tiempo con la trama de dominio de frecuencia. Las formas de onda que son simétricas por encima y por debajo de sus líneas centrales contienen solo armónicos impares (múltiplos enteros impares de la base o frecuencia fundamental), mientras que las formas de onda no simétricas también contienen armónicos pares. Use el cursor para ubicar la frecuencia específica de cada pico en la gráfica, y una calculadora para determinar si cada pico es par o impar.