UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CUENCA, SEDE AZOGUES

UNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERÍA DE SISTEMAS,

ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

CARRERA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

MATERIA:

INSTRUMENTACIÓN

CATEDRÁTICO:

JUAN CARLOS ORTEGA O.

ALUMNO:

CARLOS DUCHI VALDEZ

CURSO:

QUINTO AÑO

2014 – 2015

1. TÍTULO:

DISEÑAR UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE SEÑAL MEDIANTE

EL USO DE FILTROS BUTTERWORTH.

2. OBJETIVO GENERAL:

Diseñar un sistema de tratamiento de señal mediante el uso de filtros

Butterworth, para cumplir los puntos planteados por el profesor, utilizando

diferentes software.

2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Desarrollar en Matlab el programa que permita la adquisición del

sonido a través del micrófono de la computadora y de esa forma

poder filtrar la señal.

Diseñar el programa que permita graficar la señal de entrada, el filtro

Butterworth que se va utilizar y la señal filtrada en tiempo real.

Verificación del programa desarrollado.

3. MARCO TEÓRICO:

MATLAB

MATLAB es un entorno de cálculo técnico de altas prestaciones para cálculo

numérico y visualización. Integra:

Análisis numérico

Cálculo matricial

Procesamiento de señales

Gráficos

En un entorno fácil de usar, donde los problemas y las soluciones son

expresados como se escriben matemáticamente, sin la programación

tradicional.

MATLAB fue escrito originalmente para proporcionar un acceso sencillo al

software matricial desarrollado por los proyectos LINPACK y EISPACK, que

juntos representan lo más avanzado en programas de cálculo matricial.

MATLAB ha evolucionado en los últimos años a partir de la colaboración de

muchos usuarios. En entornos universitarios se ha convertido en la

herramienta de enseñanza estándar para cursos de introducción en álgebra

lineal aplicada, así como cursos avanzados en otras áreas. En la industria,

MATLAB se utiliza para investigación y para resolver problemas prácticos de

ingeniería y matemáticas, con un gran énfasis en aplicaciones de control y

procesamiento de señales. MATLAB también proporciona una serie de

soluciones específicas denominadas TOOLBOXES. Estas son muy

importantes para la mayoría de los usuarios de MATLAB y son conjuntos de

funciones MATLAB que extienden el entorno MATLAB para resolver clases

particulares de problemas como:

Procesamiento de señales

Diseño de sistemas de control

Simulación de sistemas dinámicos

Identificación de sistemas

Redes neuronales y otros.

Probablemente la característica más importante de MATLAB es su

capacidad de crecimiento. Esto permite convertir al usuario en un autor

contribuyente, creando sus propias aplicaciones. En resumen, las

prestaciones más importantes de MATLAB son:

Escritura del programa en lenguaje matemático.

Implementación de las matrices como elemento básico del lenguaje,

lo que permite una gran reducción del código, al no necesitar

implementar el cálculo matricial.

Implementación de aritmética compleja.

Un gran contenido de órdenes específicas, agrupadas en

TOOLBOXES.

Posibilidad de ampliar y adaptar el lenguaje, mediantes ficheros de

script y funciones .m.

ADQUISICIÓN DE SEÑALES MEDIANTE MATLAB®

Figura 1. Grafica de una señal analógica en Matlab

Fuente: https://es.scribd.com/doc/72726630/Adquisicion-Audio-Matlab#download Autor: Rejón Sosa Manuel, Cimé Rosado Fernando, Gamboa Pérez Ares y Ferrera Damas

Adrian

Conversión analógica a digital

Este es el hecho de transformar una señal que es analógica tal como la voz,

la luz, la señales que emite el corazón en una señal analógica que pueda

procesar una computadora, ya que como debe saberse, una computadora es

digital y solo puede guardar números discretos. El Hardware que aquí se

utiliza tiene la electrónica que puede tomar mediciones digitales discretas de

una señal analógica continua.

Frecuencia de muestreo

Es el número de veces que el equipo Analógico / Digital toma una medida

discreta cada segundo.

Disparo de activación

Es cuando el usuario le hace saber al hardware de adquisición de datos que

es tiempo de comenzar a tomar datos. La tarjeta se puede activar de manera

manual (es decir, decirle a la tarjeta cuándo comenzará a recopilar datos).

Alias de error

Es cuando una señal tiene una componente de frecuencia que es mayor que

la media de frecuencia de muestreo, y causa que se obtenga una señal falsa

de baja frecuencia.

4. RESULTADOS ESPERADOS:

A través de Matlab se visualiza en tiempo real las gráficas del resultado y la

señal de audio adquirida por el micrófono del computador.

Se observa la diferencia obtenida entre la señal a ser filtrada, con la señal ya

filtrada, diferencias cuando se utilizan distintos anchos de ventana y

frecuencias de muestreo.

Figura 2. Señales graficadas

Fuente: Práctica de Instrumentación

Autor: Elaboración Propia

Figura 3. Programación

Fuente: Práctica de Instrumentación

Autor: Elaboración Propia

5. CONCLUSIONES:

Mediante este trabajo se conoce una de las formas que se tiene para

obtener datos analógicos y convertir a una secuencia de números que

pueden ser procesados en la computadora, es decir se realizó una

conversión analógica a digital, y posteriormente se realizó un filtrado

de esa señal.

La señal analógica determinada en este caso por la voz grabada la

cual es una señal continua en el tiempo, se convirtió a una señal

digital por medio de la tarjeta de sonido de la computadora, la cual

toma determinadas muestras en un segundo para así asignarle cierto

número digital a cada valor de tensión que varía en el tiempo.

En general la práctica sirvió para conocer las operaciones básicas

para adquirir datos analógicos de alguna fuente (en este caso

utilizamos en micrófono de la computadora) y poder convertirlo a una

serie de números y así poder filtrarla.

6. RECOMENDACIONES:

Se recomienda a las personas interesadas realizar investigaciones

sobre filtros.

Es muy importante tener conocimientos de los comandos que se

utilizan en Matlab.

Es recomendable utilizar un micrófono externo para reducir el ruido.

7. BibliografíaBIBLIOGRAPHY

Rejón Sosa Manuel, C. R. (2009). “adquisición de señales mediante MatLab”. Mexico.

(http://nereida.deioc.ull.es)