LABORATORIO NO 1: ANLISIS ESPECTRAL SIMULACION EN MULTISIM

RAUL GARCES BELTRAN

INSTITUCIN UNIVERSITARIA ANTONIO JOSE CAMACHOFACULTAD INGENIERIAINGENIERIA ELECTRONICACALI2015

LABORATORIO NO 1: ANLISIS ESPECTRAL SIMULACION EN MULTISIM

ERIKA SARRIA, DOCENTE COMUNICACIONES ANALOGAS

INSTITUCION UNIVERSITARIA ANTONIO JOSE CAMACHO FACULTAD INGENIERIA INGENIERIA ELECTRONICA CALI2015

RESUMEN

En el siguiente trabajo se presentan los resultados de obtenidos durante la realizacin del laboratorio N 1 el cual se realizo por medio de la simulacin en el software Multisim.

INTRODUCCIN

Principalmente el laboratorio esta centrado en mostar los resultados obtenidos de la simulacin de los diferentes circuitos montados en Multisim y su correspondiente anlisis y clculos teoricos.

FACULTAD DE INGENIIERASPROGRAMA DE INGENIIERA ELECTRNICACOMUNICACIONES ANLOGASPROFESORA: ING. ERIKA SARRIA NAVARRO

LABORATORIO NO. 1: ANLISIS ESPECTRAL ((SIMULACIIN EN MULTISIM))Objetivos:1. Familiarizarse con el software de simulacin NI Multisim2. Reconocer las similitudes y diferencias entre una simulacin y un entorno de laboratorio.3. Identificar instrumentos de medida y generadores de voltaje y seales4. Repasar las caractersticas de las diferentes seales de prueba tpicas de comunicaciones.Prerrequisitos Tericos:1. Serie y transformadas de Fourier.2. Conceptos bsicos de telecomunicaciones (frecuencia, ancho de banda, armnicos de frecuencia, etc.).3. Caractersticas del espectro electromagntico.4. Generacin y caractersticas de los pulsos digitales.Procedimiento:El propsito de esta simulacin es demostrar las caractersticas y el funcionamiento del analizador de espectro que se aplica a las comunicaciones de radio frecuencia (RF).El Analizador de espectro es uno de los instrumentos de pruebas ms importantes en el campo de las comunicaciones, mide las seales en el dominio de la frecuencia mostrando su descomposicin en lneas espectrales a frecuencias diferentes.Para este punto, el osciloscopio se ha colocado para analizar las seales en el tiempo y su relacin con la frecuencia.Las herramientas de simulacin, si bien no replican completamente el mundo real (estn libres de ruido, permiten la conexin de mltiples instrumentos para mayor comodidad en el estudio, y se convierte en la herramienta principal para la verificacin previa de montajes electrnicos.

Ejercicio 1: 1) Conecte el circuito de la figura No. 1Figura No.1: Primera simulacin

2) Ajuste el osciloscopio para poder visualizar correctamente la seal AC e inicie la simulacin.

3) En el analizador de espectro ajuste el Span con una frecuencia inicial de 0, una media de 1KHz y una final de 2KHz y la medicin de amplitud en la opcin LIN. Inicie la simulacin y mueva el marcador hasta el pico del espectro, verificando si los valores de frecuencia y amplitud son los esperados.

Los valores son los esperados, coinciden con los que nos muestra el osciloscopio.Frecuencia Medida Voltaje (V) medido Potencia (mW) calculada Frecuencia (Hz) esperada Voltaje (V) esperado

1KHz 9.99499.881Khz10 V

10KHz 9.99699.9210Khz10V

4) Detenga la simulacin y modifique el valor de frecuencia de la seal de AC a 10KHz. Verifique las mismas mediciones de los puntos anteriores reconfigurando el analizador y verificando el span real obtenido.

Tabla No. 2Frecuencia (Hz)Inicio (Hz)Final (Hz)Span medido (Hz) Span esperado (Hz)

1KHz 02 Khz2 Khz2 Khz

10KHz 5 Khz15 Khz10 Khz10 Khz

Ejercicio 2: 1) Conecte el circuito ilustrado en la Figura 2. Conecte el generador de funciones, osciloscopio, vatmetro y analizador de espectro, como se muestra.Nota: Al conectar el Vatmetro, tenga en cuenta que el lado del medidor marcado con V est conectado en paralelo con la carga y el lado derecho est conectado en serie con la carga.Figura No.2: Segunda simulacin

2) En el osciloscopio utilice una escala de tiempo de 50 /Div y el canal 1 a 10 V/Div. Seleccione una activacin automtica y acoplamiento DC.

4) En el generador de funciones configure: Frecuencia =10 kHz Ciclo de trabajo = 50% Amplitud = 10 V Offset = 0. Forma de onda: cuadrada

5) En el analizador de espectro seleccione Amplitud con LIN y en Set Span configure: Start = 10k End = 100k

6) Inicie la simulacin

7) En el osciloscopio verifique que la amplitud y la frecuencia de la seal

8) En el analizador de espectro, mueva el marcador vertical para medir la frecuencia y la amplitud de la frecuencia fundamental de 10 kHz. Calcule la potencia asociada en mW.

9) Calcule el voltaje rms y la potencia esperada. Repita las mediciones y clculos para el tercero y quinto armnicos. Sume las tres potencias encontradas para calcular la potencia total y compruebe con el vatmetro. Rellene la Tabla 3 con los resultados.Frecuencia Medida (Hz) Voltaje rms medido (V) Potencia medida (mW) Voltaje rms esperado (V) Potencia esperada (mW)

f0 10 Khz7.997 V63.952 mW9.00316 V81.0558 mW

f3 30 Khz3.894 V15.1632 mW3.00105 V9.0063 mW

f5 50 Khz2.127 V4.52413 mW1.80063 V3.24108 mW

Potencia Total en mW: 63.952 + 15.1632 + 4,52413 83.6393 mWPotencia Total en mW en el Vatmetro: 90.898

10) Haga doble clic en el Generador de funciones y seleccione la forma de onda triangular. Verifique la forma de onda en el osciloscopio.

11) En el Analizador de Espectro observe el espectro y descrbalo incluyendo la ubicacin de los armnicos.

Se observa una seal con alta presencia de picos, tambin se observa la presencia de los picos de magnitudes inferiores que estn a la izquierda que son los armnicos correspondientes a la seal que estamos generando.

12) En el Generador de funciones modifique el ciclo de trabajo al 80%. Observe la pantalla del osciloscopio observando el cambio en la forma de onda.

13) En el Analizador de Espectro y observe el espectro de la seal diente de sierra

14) Complete la Tabla 4 para la forma de onda de diente de sierra.

Frecuencia Medida (Hz) Voltaje rms medido (V) Potencia medida (mW) Voltaje rms esperado (V) Potencia esperada (mW)

f0 10 Khz4.25 V18.0625 mW3.67553 V14.1023 mW

F220 Khz1.71 V2.924 mW1.83776 V3.37737 mW

F330 Khz0.228 V0.51984 mW1.22518 V1.50107 mW

Potencia Total en mW: 18.062 + 2.924 + 0.51984 21.5058 mW

Potencia Total en mW: 30.304 mW

15) Repita el ejercicio anterior ajustando una onda triangular con frecuencia de 1KHz, amplitud de 5V y un ciclo de trabajo del 50%

Frecuencia Medida (Hz) Voltaje rms medido (V) Potencia medida (mW) Voltaje rms esperado (V) Potencia esperada (mW)

f0 1 Khz2.24 V5.0176 mW3.67553 V14.1023 mW

F33 Khz0.22 V0.048mW1.22518 V1.50107 mW

F55 Khz0.077 V0.00592 mW0.735 V0.54038 mW

Potencia Total en mW: 5.0176 + 0.048 + 0.00592 5.07092 mW

Potencia Total en mW: 30.304 mW

2. Explique las diferencias espectrales entre seales senoidales, rectangulares y triangulares.

Las diferencias que se observan entre las seales que se han analizado, radica en los componentes de las mismas, es decir que segn el tipo de seal que estemos observando podemos encontrar que los armnicos en los que se divide la seal pueden estar o no presentes segn el tipo de seal.