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Sistemas de comunicaciones electrónicas - analisis de la señal senoidal



SISTEMAS DE COMUNICACIONES ELECTRÓNICAS
ANALISIS DE LA SEÑAL SENOIDAL












Finalidad
1. Comprender la teoría de Fourier
2. Conocer el funcionamiento del equipo de laboratorio
Metas: Al concluir la practica, el alumno
1.habra aprendido a manejar el analizador de espectros y el generador de funciones, así como el osciloscopio.
2. Sabra emplear los dB y los dBm
3. Conocera la diferencia entre entre un espectro teórico y experimental
Lista de experimentos
1. Analisis de la senoide en el tiempo
2. Analisis de la senoide en la frecuencia
Lista de equipo
- Un generador de funciones
- Un osciloscopio
- Un multímetro digital
- Un analizador de espectros
- Cables de conexión
- Adaptadores BNC-Banana.
Cuestionario de la practica
1.
Genere una señal senoidal de 1KHz y 7 volts efectivos, obsérvela en el osciloscopio. Anote el oscilograma y espectro.



2. Explique a que se debe la diferencia entre la lectura de voltaje realizada en el osciloscopio y la realizada en un multímetro.
En el osciloscopio se observa una onda senoidal de una tensión pico a pico mientras que en el multimetro el valor eficaz de las tensiones alternas senoidales.
3. ¿Cómo se llama al cociente devoltaje pico entre voltaje efectivo?
Valor RMS. Un valor en RMS de una corriente es el valor, que produce la misma disipación de calor que una corriente continua de la misma magnitud.
En otras palabras: El valor RMS es el valor del voltaje o corriente en C.A. que produce el mismo efecto de disipación de calor que su equivalente de voltaje o corriente directa
4. ¿Cuanto vale el cociente de Vpico / Vefectivo para una senoide?
√2
5.
¿El factor √2 es valido para calcular el valor efectivo de cualquier tipo de señal? Justifique matematicamente su respuesta.
No es valido para calcular el valor efectivo de cualquier tipo de señal

6. Investigue y anote el espectro teórico de la señal cosenoidal de 7 volts efectivos y 1KHz

7. Anote y justifique la diferencia entre el espectro teórico y el obtenido experimentalmente en el pto. 1.
La diferencia se debe a que en el laboratorio hay una leve diferencia por el ruido que tienen los instrumentos.


8. Al sumar dos o mas señales periódicas, ¿La suma de estas es periódicas de ser afirmativo, ¿Cual es su periodo?
Si la suma de estas es periódica, la señal es deterministica porque se repite, es decir, es una señal en la cual cada valor esta fijo y puede ser determinado por una expresión matematica. Predomina la de mayor frecuencia.
9. ¿Que pasara con el espectro obtenido en el punto 1 para la señal de 1 KHz si la frecuencia de esta cambia a 2KHz?
Alponerlo en 2kHz tuvo un desfasamiento a la derecha

10. Investigue y anote el principio de superposición y cual es su utilidad.
El principio de superposición sirve para determinar si un sistema es lineal (aditividad, homogeneidad). Cuando dos ondas con la misma frecuencia y amplitud se propagan en la misma dirección en sentidos opuestos e interaccionan se originan lo que se conoce como 'ondas estacionarias'.
11. ¿Cumple el espectro con el principio de superposición? Realice un experimento que justifique su respuesta, y anote el espectro obtenido.

En el dominio del tiempo si se cumple el principio de superposición, pero en el dominio de la frecuencia no se cumple.
12. Demuestre matematicamente los resultados obtenidos en el punto anterior.

13. ¿Que se entiende por frecuencias armónicas?
Las armónicas son múltiplos enteros de la señal original de entrada. Esta señal original es la primera armónica y se llama señal fundamental. Una senoide pura no tiene armónicas, una señal senoidal normal si tiene armónicas provocada por el generador de funciones y por los elementos activos del equipo.
14. Es cierto que una senoide tiene armónicas. Demuéstrelo matematicamente.
15 ¿Por que aparecen armónicas de la senoide en el analizador de espectros?
Aparecen debido a la presencia de elementos activos como amplificadores, transistores en el equipo de laboratorio, como por ejemplo en el generadorde funciones.
16 Usando la escala logarítmica del analizador de espectros observe las componentes armónicas de la onda senoidal de 1KHz y consigne el espectro en su reporte, anote comentarios.

Utilizando esta escala podemos observar aparte de la onda senoidal, la intensidad del ruido que se genera.
17 Midiendo en decibeles la diferencia de nivel entre la fundamental y alguna de las armónicas, calcule el voltaje de tal armónica. Anote sus calculos.
19 Investigue y anote lo siguiente:
¿Que son los decibeles?
El decibel es una unidad relativa de una señal, tal como la potencia, voltaje, etc. Los logaritmos son muy usados debido a que la señal en decibeles (dB) puede ser facilmente sumada o restada y también por la razón de que el oído humano responde naturalmente a niveles de señal en una forma aproximadamente logarítmica.
¿Que son los nepers?
Es una unidad de medida relativa que se utiliza frecuentemente en el campo de la telecomunicación, para expresar relaciones entre voltajes o intensidades. La diferencia fundamental entre ambas unidades (dB y neper) es que mientras el decibelio esta basado en el logaritmo decimal de la relación de magnitudes, el neperio lo esta en el logaritmo natural o neperiano de la citada relación, viniendo el numero de nepers determinado por la formula:

¿Que son los dBm?
Es el valor en dB de una senal respecto a un factor de potencia de referencia de 1mW[milivatio]. G’= 10 log (x[mw]/1[mw]) [dBm]

¿Que son los dBr?
Potencia de referencia de 1W (vatio
dBr= 20 log V + 10 log (600/Z)+ factor de escala


20.- ¿Como se puede expresar un voltaje en dB?
A’= 20 log (y[v]/1[v]) dBv

21 Mencione 4 razones de la importancia del analisis frecuencial de señales en los sistemas de comunicaciones.
a) Porque las señales en los sistemas de comunicaciones las tenemos presentes en todo el ambiente que nos rodea.
b) Para la optimización de transferencia de datos que estan relacionadas en los sistemas de señales, en la manera en que estas se van a distribuir.
c) Para acoplar señales

22.- Exprese una crítica al desarrollo de la practica y sugiera modificaciones para mejorar el procedimiento o nuevos experimentos.
Me pareció que se pueden comprender aceptablemente los experimentos y relacionarlos con la parte teórica.

CONCLUSIONES
En la practica se pudo notar las características que definen a una señal sinusoidal, las cuales son: amplitud, periodo, frecuencia y fase, también comprendimos lo que son las armónicas: son múltiplos de la frecuencia fundamental y teóricamente no se presentan experimentalmente, se producen debido a los elementos activos de los instrumentos del laboratorio.
Ademas observamos que el espectro cumple con el principio de superposición pero solo en el dominio del tiempo ya que en el dominio de la frecuencia no se cumple.





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