Análisis Avanzado de Formas de Onda con Winscope: Del Dominio Temporal al Dominio Frecuencial

COMPONENTES Y MATERIALES

• Computadora personal compatible IBM con tarjeta de sonido, ejecutando Windows 3.1 o posterior.
• Winscope – una aplicación gratuita descargable estilo osciloscopio.
• Teclado musical electrónico.
• Conector mono (un solo canal) para auriculares del teclado.
• Conector mono para entrada de micrófono de la computadora, con cableado para fuentes de voltaje.
• Potenciómetro de 10 kΩ.

Todos los componentes son los mismos que los usados en el experimento "Osciloscopio PC".

REFERENCIAS CRUZADAS Lessons In Electric Circuits, Volumen 2, capítulo 7: "Señales CA de Frecuencia Mixta".

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

• Distinguir entre representaciones en dominio temporal y dominio frecuencial.
• Construir una comprensión intuitiva del análisis de Fourier.

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO

ILUSTRACIÓN

INSTRUCCIONES

Winscope ofrece más que la clásica vista de "dominio temporal". Al hacer clic en el icono del arcoíris, cambias a una visualización de dominio frecuencial que grafica amplitud versus frecuencia. Mientras un osciloscopio de dominio temporal muestra cómo evoluciona una forma de onda en el tiempo, la vista de dominio frecuencial revela la composición armónica de una señal, haciéndola invaluable para análisis espectral.

Para ver esto en acción, genera una onda sinusoidal con la voz panflute o flauta del teclado y observa un solo pico en el gráfico de frecuencia. Pasar el cursor sobre el pico muestra la frecuencia exacta en la parte inferior de la pantalla.

Tocar dos notas simultáneamente produce dos picos distintos, cada uno correspondiente a una de las notas. Acordes básicos (tres notas) producen tres picos, y así sucesivamente. Vuelve a la vista de dominio temporal con el icono del arcoíris para comparar la forma de onda compleja con su contraparte espectral limpia.

Un acorde que se ve enredado en el dominio temporal se simplifica dramáticamente cuando se grafica en dominio frecuencial. Experimenta con diferentes voces del teclado, notando cómo las formas de onda simétricas generan solo armónicos impares, mientras que las formas asimétricas introducen armónicos pares. Usa el cursor para identificar frecuencias de pico y una calculadora para verificar si cada armónico es par o impar.

HOJAS DE TRABAJO RELACIONADAS

• Hoja de Trabajo de Modulación de Señal
• Hoja de Trabajo de Formas de Onda CA
• Hoja de Trabajo de Señales de Frecuencia Mixta