( Informe de laboratorio

Mezclado de sealesINSTITUTO TECNOLOGICO METROPOLITANO

MEDELLIN

2013 Juan Jos Prez HernndezCorreo1@tpb.edu.co

Nombres y Apellidos Integrante2 Correo2@tpb.edu.coNombres y Apellidos Integrante3 Correo3@tpb.edu.co (Arial 11)

Resumen

En este documento se muestran los resultados obtenidos en la aplicacin prctica de la mezcla de seales analgicas mediante el uso de generador de seales, osciloscopio y circuitos sumadores con amplificadores operacionales con el fin de mezclar diferentes tipos de seales entre si, adems de comprobar la teora de series de Fourier para generar formas de onda triangular y diente de sierra a partir de seales senoidales.

Abstract

This document shows the results obtained in a practical application of signal mixing using the proper devices to achieve it; oscilloscope, signal generator, operational amplifiers circuits. The goal of this was to mix different types of signal among them and, in addition, to check the Fourier series theory to generate triangle and sawtooth waves from sine waves.

Palabras Claves: mezclado, onda, senoidal, triangular, diente de sierra, Fourier, amplificador operacional

Keywords: mixing, wave, sine, triangular, sawtooth, Fourier, operational amplifier.

1. Introduccin

El mezclado de seales es un proceso de gran importancia para la electrnica y las telecomunicaciones, mediante el se puede enviar varias seales de informacin a travs de una sola o modular seales para facilitar su transmisin.

2. Desarrollo

2.1 Conceptos bsicos.

Decibel: Unidad logartmica que indica la relacin entre una magnitud y un nivel de referencia. Este permite representar nmeros muy grandes o muy pequeos facilitando los clculos para aplicaciones electrnicas, acsticas y de control.

Armnicos: estos son componentes de frecuencia, de una onda, mltiplos enteros de la frecuencia fundamental. Tienen la propiedad de ser peridicos por lo que la suma de armnicos da como resultado una seal peridica.

Graficas espectrales: estas permiten ver el comportamiento de una seal en el dominio de la frecuencia.Onda triangular.

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Triangle-td_and_fd.png

Seal Cuadrada

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:SquareWave.gifSeal Diente de sierra

2.2 Tipos de seales y sus aplicaciones.

Seal cuadrada:Es una onda que alterna su valor entre dos valores extremos y cuyo contenido espectral se compone exclusivamente de armnicos impares (f, 3f, 5f, etc.). Pueden ser encontradas en circuitos digitales y de conmutacin, generadas por dispositivos lgicos binarios. Se utilizan como referencias de tiempo o " Seales de reloj", ya que sus transiciones son adecuadas para la activacin sincrnica de circuitos lgicos a intervalos determinados con precisin. En el mbito musical se utilizan como base para instrumentos de viento usando sntesis sustractiva debido a su sonido hueco. Adems, el efecto de distorsin utilizada en las guitarras elctricas genera clips en las regiones ms externas de la forma de onda, provocando que se asemejan cada vez ms a una onda cuadrada entre ms distorsin se aplica.Seal triangular:

Se trata de un tipo de seal peridica que muestra unas velocidades constantemente de subida y bajada. Generalmente el tiempo que dura para subir y para bajar es igual. Estas ondas poseen un contenido armnico bajo; es por ello que es muy similar a las ondas senoidalesPuede ser usada para probar la linealidad de un sistema o como onda base para la produccin de un PWM. Tambin, a menudo, es usada en la sntesis de sonido ya que su timbre es menos spero debido a que la amplitud de los armnicos superiores decae ms rpido.Diente de Sierra:La Onda de diente de sierra es un tipo de onda no sinusoidal. Su nombre proviene de la semejanza de su grfica a los dientes de una sierra (o serrucho).Lo convencional de este tipo de onda es que se eleve ascendentemente y caiga bruscamente. No obstante, tambin existen ondas que descienden lentamente y luego suben rpidamente. Este ltimo tipo es llamado "onda de sierra invertida" o "sierra invertida". Como en las seales de audio, ambas suenan idnticamente.Esta onda tiene la misma fase que la funcin seno.Una onda de diente de sierra es spera y limpia, y su espectro contiene tanto armnicos pares como impares de la frecuencia fundamental. Dado que contiene todos los enteros armnicos, sta es una de las mejores ondas para usarse en sintetizadores musicales, particularmente para instrumentos como violines y violonchelos, usando sntesis substractiva.

Una de sus aplicaciones ms conocidas se da en la msica, aplicada en los sintetizadores analgicos Virtuales de msica generar, se utiliza para replicar los instrumentos de cuerda. En los osciloscopios se utiliza esta forma de onda para su deflexin horizontal. Adems, debido a sus fuertes propiedades electromagnticas, esta onda se puede utilizar para manipular pxeles en las pantallas de CRT.2.3 Series de Fourier.

Las series de Fourier permiten describir las seales peridicas y continuas a trazos a travs de su descomposicin en sumas infinitas de seales senoidales ms simples que permite a su vez analizar sus componentes armnicas de frecuencia.Diente de sierra.

Onda triangular

2.4 Diagrama de pines amplificador operacional usado en la prctica.

TL084

LM741

3. Procedimiento prctica

3.1 Ajustar la frecuencia del generador de seales para visualizar en el Osciloscopio una seal senoidal de 55KHz, y 1.0 Vp colocando la salida en alta Impedancia. Colocar el osciloscopio en espectro con ventana Haming y medir la Potencia en dB de la seal.

3.2Montar el siguiente circuito sumador

las resistencias R1, R2 y R4 son de 4.7k o 10k. Sin tener resistencia R3 puesto que

solo se sumarn 2 seales por V1 y V2.Al ser las resistencias del mismo valor la ganancia de la configuracin es de 1.

Colocar en V1 una seal senoidal de 2Vpp y en V2 una seal senoidal separada 10kHz respecto al anterior y de 2Vpp. Tome la grafica, Vpp y Frecuencia de la seal de salida

Aqu se puede apreciar como el sumador mezcla las dos seales.

Cambiar V2 por una seal cuadrada y tome la grafica y Vpp y frecuencia de salida.

Cambiar V2 por una seal Triangular y tome la grafica y Vpp y frecuencia de salida.

Cambiar V1 a triangular y V2 a cuadrada y tome los mismos resultados.

5.3. Monte el siguiente circuito para comprobar la serie de Fourier el cual lo debe realizar como mnimo con 4 seales asi:

Obtenga la seal triangular y la seal diente de cierra o si quiere cambie la diente de sierra por cuadrada y anote resultados de Vpp y frecuencia obtenida. Adems visualice la seal en el espectro con el osciloscopio e indique que valores se obtienen de estas.

Seal diente de sierra.

A partir de la serie de Fourier se puede obtener los valores de amplitud y frecuencia necesarios para cada una de las seales que componen la onda.

Y se descomponen en:

y=1/2-sin(t)/pi

y=1/2-sin(2*t)/(2*pi);

y=1/2-sin(3*t)/(3*pi);

y=1/2-sin(4*t)/(4*pi);

y=1/2-sin(t)/pi-sin(2*t)/(2*pi)-sin(3*t)/(3*pi)-sin(4*t)/(4*pi);

y=0.636 vvp=1.27

y=0.318 vvp=0.636

y=0.106vvp=0.212

y=0.0265vvp=0.053Usando estos valores para las seales senoidales de entrada se obtiene esta forma de onda a la salida del circuito.

Se puede observar que la forma de onda no es perfecta y an difiere de la terica pero eso se explica debido a la utilizacin de solo 4 seales de entrada (armnicos) si se insertara ms seales en la entrada la forma de onda se asemejara mucho mas a la terica.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/82/Sawtooth-td_and_fd.png

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/82/Sawtooth-td_and_fd.png