DESARROLLO 1.- ¿Qué se espera aprender en la práctica?
En esta práctica esperamos aprender cómo se comportan las señales de ruido y la manera en que se contaminan otras señales con este ruido, y a su vez, implementar con ayuda de un filtro, un circuito capaz de eliminar este ruido.
2.- ¿Con qué equipo se realizaron los experimentos?
Generador de Ruido Osciloscopio Analizador de espectro Multímetro Filtro paso bajas Filtro paso altas
3.- Conecte el generador de ruido al osciloscopio, al voltímetro y al analizador de espectros, ajuste el generador al máximo voltaje. Consigne en el reporte el diagrama de conexiones y las gráficas de tiempo y frecuencia de los diferentes anchos de banda, así como el voltaje efectivo de la señal. Anote sus comentarios.
GENERADOR DE RUIDO (kHz)
2 5 50
3.73 V 3.60 V 3.49 V
Generador de ruido: 2 kHz
Generador de ruido: 5 kHz
Generador de ruido: 50 kHz
Podemos ver que la señal de ruido es una señal aleatoria muy imperfecta que al aumentar su frecuencia aumenta el nivel de su “inestabilidad”. Es una señal que no puede ser analizada matemáticamente muy fácilmente ya que al no ser predecible, puede tener variaciones inesperadas por lo que se analizan de una manera distinta.
6.- Dibuje en su reporte una gráfica de densidad de probabilidad del ruido blanco en función del voltaje. Interprétela.
7.-
Conecte el generador de ruido al filtro Paso Bajas, con lo que a la salida del filtro obtendrá ruido rosa. Anote en su reporte el oscilograma, el espectro, el circuito utilizado y sus comentarios.
8.- Defina ruido Blanco y Ruido Rosa
El ruido rosa es un ruido cuyo nivel sonoro está caracterizado por una densidad espectral inversamente proporcional a la frecuencia. Cuando el ruido rosa se visualiza en un analizador con filtros de octava, se ve que todas las bandas de octava tienen el mismo nivel sonoro, lo cual es cierto dado que el ancho de banda de las bandas superiores es mayor que el de las inferiores. Esto ocurre porque los filtros de octava, tercio etc., son filtros proporcionales y, por tanto, cada vez que bajamos una octava, duplicamos el ancho de banda y por ese motivo el ruido rosa decrece 3 dB por octava, justo la proporción en que aumenta el ancho de banda, el doble. De esta forma visualizamos el ruido rosa como un ruido de nivel constante en todas las bandas de octava. Se utiliza para analizar el comportamiento de salas, altavoces, equipos de sonido etc. El ruido blanco o sonido blanco es una señal aleatoria (proceso estocástico) que se caracteriza por el hecho de que sus valores de señal en dos tiempos diferentes no guardan correlación estadística. Como consecuencia de ello, su densidad espectral de potencia es una constante, es decir, su gráfica es plana. Esto significa que la señal contiene todas las frecuencias y todas ellas muestran la misma potencia. Igual fenómeno ocurre con la luz blanca, de allí la denominación. Este ruido posee la misma densidad espectral de potencia a lo largo de toda la banda de frecuencias. Dado que la luz blanca es aquella que contiene todas las frecuencias del espectro visible, el ruido blanco deriva su nombre de contener también todas las frecuencias.
9.- Defina Ruido Pseudoaleatorio
Este tipo de código tiene una distribución aleatoria como una interferencia que se puede reproducir exactamente. La propiedad importante de los códigos PRN es que tienen un valor bajo de autocorrelación para todos los retrasos.
10.- ¿Para qué puede ser útil una fuente de Ruido?
Se utiliza normalmente para analizar el comportamiento de salas, altavoces, equipos de sonido etc. Es una señal conocida, mismo nivel en todas las bandas (sonido "plano"), y si lo amplificamos con un altavoz dentro de una sala podemos conocer datos sobre el comportamiento acústico del altavoz, la sala etc.
11.- Alimente simultáneamente una señal senoidal de 1Khz, junto con el ruido a la entrada del filtro. Ajuste los valores de ambas señales aproximadamente al mismo valor, con ayuda del analizador de espectros y el voltmetro haga las mediciones necesarias para obtener la relación Señal/Ruido o Figura de Ruido y qué información podemos obtener de tal valor.
3.33 V 2.48 V 2.39 V 5.068 V 4.87 V
12.- Con el mismo filtro del experimento anterior, realice las mediciones necesarias para calcular la Cifra de Ruido. Anote en su reporte el circuito, los datos y los resultados. Consigne el espectro de la señal de salida del filtro.
Cifra de Ruido =
√ = √
√ √ Cifra de Ruido=2.129
13.- Con el filtro Paso altas realice el punto 11 y 12.
Cifra de Ruido
=
3.33 V 2.784 V 2.66 V 305.2 mV 163.85 mV
√ = √
√ √
Cifra de Ruido=0.3142 14.-Exprese sus comentarios resultados obtenidos.
acerca del desarrollo de la práctica y de los
INTRODUCCION
RUIDO
En comunicación, se denomina ruido a toda señal no deseada que se mezcla con la señal útil que se quiere transmitir. Es el resultado de diversos tipos de perturbaciones que tiende a enmascarar la información cuando se presenta en la banda de frecuencias del espectro de la señal, es decir, dentro de su ancho de banda. El ruido se debe a múltiples causas: a los componentes electrónicos (amplificadores) , al ruido térmico de los resistores, a las interferencias de señales externas, etc. Es imposible eliminar totalmente el ruido, ya que los componentes electrónicos no son perfectos. Sin embargo, es posible limitar su valor de manera que la calidad de la comunicación resulte aceptable. Para medir la influencia del ruido sobre la señal se utiliza la relación señal/ruido, que generalmente se maneja en decibelios (dB). Como potencia de la señal se adopta generalmente la potencia de un tono de pruebas que se inyecta en el canal. La potencia del ruido suele medirse a la entrada del receptor, cuando por él no se emite dicho tono. Cuando se transmiten señales digitales por un canal, el efecto del ruido se pone de manifiesto en el número de errores que comete el receptor. Se deduce inmediatamente que dicho número es tanto mayor cuanto más grande sea la probabilidad de error.
