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lOMoAR cPSD|3707762 lOMoAR cPSD|3707762 Grupo N° 6 - Universidad Tecnológica de Pereira UTP - Laboratorio de Medidas Eléctricas 1 E ANÁLISIS DE SEÑALES EN LabVIEW™ INFORME PRÁCTICA N° 6. Brand Castañeda, Vanessa – Reinoso Díaz, Jackeline – Pérez Camacho, Jonathan Programa de Ingeniería Eléctrica - Universidad Tecnológica de Pereira Resumen— En esta práctica se desarrolló las competencias básicas para la manipulación de señales discretas en LabVIEWTM. Los módulos que se desarrollaron en esta práctica hacen parte de un sistema de procesamiento de señales que tiene como objetivo modular una señal portadora en función de una señal de información. Índice de Términos— Auto-correlación, Bloque Acquire Sound, Correlación, Espectro de frecuencia, Frecuencia máxima, Frecuencia de muestreo, FFT, Índice de modulación, LabVIEW, Señal modulada, Señal moduladora, Señal portadora. I. INTRODUCCIÓN n esta práctica se desarrollaron algunos ejercicios enfocados al uso señales discretas en LabVIEW™, al igual que se respondieron algunos interrogantes postulados en la guía de trabajo, los cuales fueron resueltos con base en el texto del curso. II. TRABAJO PREVIO De respuesta a las siguientes preguntas: a) ¿Por qué el máximo rango de frecuencia que se muestra b) ¿Qué sucede si se cambia la frecuencia de muestreo? Al cambiar la frecuencia de muestreo debemos de preocuparnos por limitar el ancho de banda de nuestra señal para descartar información y no provocar distorsión al sobrepasar la frecuencia de Nyquist. Al obtener la salida de audio ya procesado se notó una gran pérdida de información en frecuencias altas. Pero el archivo de salida resulto ser de menor tamaño al reducir la frecuencia de muestreo. ¿Cuál sería el valor de la frecuencia máxima (fMÁX) y ∆𝑓? Si se cambia la frecuencia de muestreo, los datos obtenidos en cada intervalo de tiempo tendrá mejor exactitud o si es incrementado o una exactitud menor en el caso contrario. Según el teorema de Nyquist para realizar un muestreo es necesario que sea el doble de la fMÁX por lo que al conocer la cantidad de muestras tomadas se puede hallar la fMÁX, la cual será la mitad de ellas y para ∆f se tomaran los datos en los intervalos de tiempo establecidos. c) ¿Cómo se determina el valor de N a partir de la duración y la frecuencia de muestreo? La duración del tiempo o ∆t es un valor conocido por nosotros ya que es una variable que podemos controlar, lo que hace fácil hallar e valor de N con la siguiente formula: en las gráficas es de 24 kHz? Porque esta frecuencia de muestreo se relaciona con la velocidad de transmisión, es decir la velocidad de transmisión 𝑁 = 𝑓𝑠 ∆𝑓 (1) depende de la frecuencia de muestreo y esto nos asegura el nivel de calidad [2]. Fig. 1. Velocidades de transmisión para una frecuencia de muestreo de 24 kHz. d) ¿Qué pasa en el espectro de frecuencias cuando se varía la duración en el bloque Acquire Sound? ¿Por qué sucede esto? Al incrementar la duración del bloque Acquire sound, se notó la dificulta para detectar sonidos altos, esto es debido a una gran pérdida de información en frecuencias altas, haciendo que el espectro de frecuencia sea muy pequeño al reducir la frecuencia de muestreo. lOMoAR cPSD|3707762 Grupo N° 6 - Universidad Tecnológica de Pereira UTP - Laboratorio de Medidas Eléctricas 2 III. REPORTE 1. Espectro de frecuencia de una señal modulada En este ejercicio se determinará el espectro de frecuencia de una señal modulada, para lo cual, se necesito de los SubVIs que realizados en la práctica 5. a. Utilice el SubVI para modular señales creado en la guía 5, y genere una señal modulada X (t). Fig. 2. Diagrama de Bloques, para generar la Señal Moduladora, Portadora y Modulada. b. Calcule la FFT de X (t), y grafique la magnitud y la fase de este espectro de frecuencia. Para calcular FFT utilice la función FFT Spectrum (Mag-Phase) que se encuentra en el menú Programming >>Waveform>>Analog Waveform >> Waveform Measurements. Fig. 3. FFT Spectrum (Mag-Phase), para obtener la Magnitud y Fase de la Moduladora. c. Analice qué pasa con el espectro, cuando el índice de modulación (m) es: i. m<1 Fig. 4. Panel frontal para una Señal Moduladora con índice de modulación menor a 1. Fig. 5. Señal Moduladora con índice de modulación menor a 1. Fig. 6. Señal Modulada y Portadora con índice de modulación menor a 1. Fig. 7. Magnitud y Fase con índice de modulación menor a 1. ii. m=1 Fig. 8. Panel frontal para una Señal Moduladora con índice de modulación igual a 1. Fig. 9. Señal Moduladora con índice de modulación igual a 1. lOMoAR cPSD|3707762 Grupo N° 6 - Universidad Tecnológica de Pereira UTP - Laboratorio de Medidas Eléctricas 3 Fig. 10. Señal Modulada y Portadora con índice de modulación igual a 1. Fig. 11. Magnitud y Fase con índice de modulación igual a 1. iii. m>1 Fig. 12. Panel frontal para una Señal Moduladora con índice de modulación mayor a 1. Fig. 13. Señal Moduladora con índice de modulación mayor a 1. d. Determine la Auto-correlación de la Señal Modulada. Para hallar la Auto-correlación se utilizó la siguiente función: Fig. 16. Función para hallar la Auto-correlación de una señal. Recordamos que la Auto-correlación es la comparación de una señal con ella misma, para la realización de este ejercicio se utilizó este bloque, y para visualizar su utilización, lo podemos ver en el diagrama de bloques. m<1 Fig. 17. Auto-correlación de la Señal Modulada con índice de modulación menor a 1. m=1 Fig. 18. Auto-correlación de la Señal Modulada con índice de modulación igual a 1. Fig. 14. Señal Modulada y Portadora con índice de modulación mayor a 1. Fig. 15. Magnitud y Fase cuando el índice de modulación es mayor a 1. m>1 Fig. 19. Auto-correlación de la Señal Modulada con índice de modulación mayor a 1. lOMoAR cPSD|3707762 Grupo N° 6 - Universidad Tecnológica de Pereira UTP - Laboratorio de Medidas Eléctricas 4 e. Determine la correlación cruzada entre la señal modulada y la moduladora. Fig. 20. Función para hallar la correlación de la moduladora con la modulada. m<1 Fig. 21. Correlación de la Señal Modulada con índice de modulación menor a 1. 2. Adquisición de señales utilizando la entrada de sonido. En este ejercicio se utilizarán las herramientas de LabVIEW Express para adquirir la señal de voz desde la entrada de audio del PC. Utilizamos Acquire Sound. Una herramienta que nos proporciona LabVIEW para poder detectar señales de audio y poder tratarlas, ingresamos los datos con respecto a lo solicitado como se aprecia en la siguientes imágenes. Fig. 24. Diagrama de bloques para detectar una señal de audio. m=1 Fig. 22. Correlación de la Señal Modulada con índice de modulación igual a 1. m>1 Fig. 23. Correlación de la Señal Modulada con índice de modulación mayor a 1. Fig. 25. Parámetros internos ingresados en el bloque Acquise Sound. Una vez detectada una señal de audio procedemos a tratar la señal discreta o señal analoga de tal manera podamos apreciar en el espectro de frecuencia y el comportamiento de la misma, para ello utilizamos el bloque Spectral Measurements, el cual nos permitira apreciar el fenomeno en el dominio de la frecuencia, utilizando el método FFT, como se puede apreciar en la siguientes figuras. Fig. 26. Diagrama de bloques para detectar señales discretas. lOMoAR cPSD|3707762 Grupo N° 6 - Universidad Tecnológica de Pereira UTP - Laboratorio de Medidas Eléctricas 5 Fig. 27. Parámetros ingresados en el bloque Spectral Measurements.Fig. 28. Panel frontal del detector de sonidos. IV. CONCLUSIONES • Al momento de trabajar con señales discretas, se hace necesario conocer los métodos que se pueden utilizar para ello, los inconvenientes, la manera de trabajarlo y sobre todo las herramientas que LabVIEW nos proporciona para tales trabajos. • En esta práctica se logró obtener mayor conocimiento sobre el manejo de señales muestreadas que dependen del teorema de Nyquist. V. REFERENCIAS [1] Germán A. Holguín L, Sandra N. Pérez L, Álvaro A. Orozco G. CURSO BÁSICO LabVIEW 6i. Editorial Publicaciones Universidad Tecnológica de Pereira, 2002, pág.1-65. [2] Ramón Ramírez Luz. Sistemas de radiocomunicaciones. Editorial Ediciones Paraninfo, S.A, 2005, pág. 80—82 [Consulta 29 Septiembre 2016], [En línea] dirección URL: https://books.google.com.co/books?id=uNISCgAAQBAJ&printsec=fron tcover&hl=es&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=fa lse https://books.google.com.co/books?id=uNISCgAAQBAJ&printsec=frontcover&hl=es&source=gbs_ge_summary_r&cad=0%23v%3Donepage&q&f=false https://books.google.com.co/books?id=uNISCgAAQBAJ&printsec=frontcover&hl=es&source=gbs_ge_summary_r&cad=0%23v%3Donepage&q&f=false https://books.google.com.co/books?id=uNISCgAAQBAJ&printsec=frontcover&hl=es&source=gbs_ge_summary_r&cad=0%23v%3Donepage&q&f=false
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