lab de comunicaciones

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES
LABORATORIO # 1
ANÁLISIS DE SEÑALES



INTRODUCCIÓN
En este laboratorio diseñaremos un filtro pasa banda para filtrar las armónicas de una onda cuadrada y así poder ver como se descompone en sus diferentes armónicos. Se intenta examinar la composición armónica de una ondacuadrada. Una onda cuadrada consiste en una onda repetitiva no sinodal donde los armónicos pares en la serie de ondas seno y cosenos son cero. Es por eso que el contenido espectral de una onda cuadrada se compone exclusivamente de armónicos impares f, 3f, 5f… donde f viene a ser la frecuencia fundamental (El armónico correspondiente a la misma frecuencia de la señal original se le denominafrecuencia fundamental o primer armónico.) Una onda triangular es una forma de onda no sinusoidal llamado así por su forma triangular. Es una función real periódica, lineal a trozos y continua. Al igual que una onda cuadrada, la onda triangular contiene sólo armónicos impares. El propósito de este laboratorio es obtener lar armónicas a sus respectivas frecuencias y así poder observar este fenómeno.DESARROLLO
SECCION A: COMPOSICIÓN ARMÓNICA DE UNA ONDA CUADRADA
Construya el circuito de prueba proporcionado en la guia de laboratorio. En nuestro caso, se realizó el mismo en un programa de simulación.
Calcule las capacitancias para las frecuencias resonantes de 20 kHz, 60kHz, 100kHz y 140kHz utilizando la siguiente formula: C=1/((2πf)^2 L) ; Donde C es la capacitancia f=20 kHz, 60kHz, 100kHz y140kHz ; L=3.33mH. Los resultados de capacitancia para cada frecuencia se muestran en la Tabla 1.

Frecuencias 20 kHz 60 kHz 100 kHz 140 kHz
Capacitancia 19.2 nF 2.1 nF 0.8 nF 0.4 nF
Tabla 1. Valores de Capacitancias a diferentes frecuencias

Ajuste la salida del generador de funciones a una onda cuadrada de 4 Vpp y una frecuencia igual a 20kHz. Calcule los voltajes pico a pico para lascuatro primeras armónicas impares (1a, 3a, 5a y 7a) de la onda cuadrada de 20 kHz utilizando la siguiente formula: Vn= 4V/nπ ; Donde Vn es el voltaje pico de la armónica, V es la amplitud pico de la onda cuadrada (2V) y n=1,3,5 y 7. Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 2.
Armónicas Impares [n] 1 3 5 7
Voltaje pico de la Armónica [Vn] 2.55 0.85 0.51 0.36
Tabla 2. Voltaje picocalculado para las primeras cuatro armónicas

Utilizando los voltajes picos calculados, obtenga el espectro de frecuencia para la onda cuadrada de 20 kHz







Mida las amplitudes pico a pico de las primeras cuatro armónicas de la onda cuadrada de 20 kHz a la salida del filtro como sigue: ajuste la capacitancia a los tres valores previamente determinados para 60 kHz, 100kHz y 140 kHz y midael voltaje pico de la tercera, quinta y séptima armónica de la onda de 20kHz respectivamente. Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 3.
frecuencias [kHz] 20 60 100 140
Voltaje pico de la Armónica [Vn] 2.8 2.1 1.5 1.13
Tabla 3. Voltaje pico medido para las primeras cuatro armónicas

Utilizando los voltajes picos calculados, obtenga el espectro de frecuencia para la onda cuadrada de20 kHz







Compare los voltajes medidos y el espectro de frecuencia con los calculados. Debido a la pérdida causada por el filtro pasabanda, los valores medidos deben ser menores que los calculados, por una cantidad proporcional. Los valores exactos de los voltajes no son tan importantes como sus razones. Esta razón es la razón de perdida incluida por el filtro pasabanda. Determine larazón de pérdida incluida por el filtro pasabanda en este caso: Mida la razón de perdida incluida por el filtro pasabanda ajustando el generador de funciones a una onda seno de 4 Vpp y una frecuencia de 20 kHz. Ajuste la capacitancia al valor previamente calculado, utilizando la siguiente formula: ILR= Vout/Vin ; Donde ILR es la razón pérdida incluida; Vout, voltaje pico a la salida del filtro y...