Análisis de forma de onda

PIEZAS 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)
• Clavija de tipo de auriculares "mono" (no estéreo) para teclado
• Enchufe tipo auricular “mono” (no estéreo) para entrada de micrófono de tarjeta de sonido de computadora, con cables para conectar a fuentes de voltaje
• Potenciómetro de 10 kΩ

Las piezas y el equipo para este experimento son idénticos a los necesarios para el experimento del "osciloscopio de PC".

REFERENCIAS CRUZADAS Lecciones de circuitos eléctricos , Volumen 2, capítulo 7:"Señales de CA de frecuencia mixta"

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

• Para comprender la diferencia entre las gráficas en el dominio del tiempo y en el dominio de la frecuencia
• Desarrollar un sentido cualitativo del análisis de Fourier

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO

ILUSTRACIÓN

INSTRUCCIONES

El programa Winscope viene con otra característica diferente a la típica pantalla de osciloscopio de "dominio de tiempo":pantalla de "dominio de frecuencia", que traza la amplitud (vertical) sobre la frecuencia (horizontal). La pantalla de "dominio del tiempo" de un osciloscopio traza la amplitud (vertical) a lo largo del tiempo (horizontal), lo que está bien para mostrar la forma de onda. Sin embargo, cuando es deseable ver la constituyente armónica de una onda compleja, una gráfica de dominio de frecuencia es la mejor herramienta.

Si usa Winscope, haga clic en el icono del "arco iris" para cambiar al modo de dominio de frecuencia. Genere una señal de onda sinusoidal usando el teclado musical (panflute o voz de flauta), y debería ver un solo "pico" en la pantalla, correspondiente a la amplitud de la señal de frecuencia única. Mover el cursor del mouse debajo del pico debería resultar en 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 el diagrama de dominio de frecuencia, y así sucesivamente. Compare esto con un gráfico de osciloscopio normal (dominio de tiempo) haciendo clic una vez más en el icono del "arco iris".

Un acorde musical mostrado 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.

Experimente con diferentes “voces” de instrumentos en el teclado musical, correlacionando la gráfica en el dominio del tiempo con la gráfica en el dominio de la 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 fundamental frecuencia), mientras que las formas de onda asimétricas también contienen armónicos pares. Utilice el cursor para ubicar la frecuencia específica de cada pico en la gráfica y una calculadora para determinar si cada pico tiene un número par o impar.

HOJA DE TRABAJO RELACIONADA:

• Hoja de trabajo de modulación de señal
• Hoja de trabajo de formas de onda de CA
• Hoja de trabajo de señales de frecuencia mixta