Laboratorio No. 1 Matlab.doc

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Abstract-This laboratory is to show the software Matlab and excel to simulate signal with this software, to see the characteristics of some signals that we are trying to understand in real life, as the AM signal and his behavior. In developing this laboratory, we will use the platform Matlab that it is powerful software of programming in engineering Resumen—Este laboratorio es para mostrar el software de Matlab y Excel para simular señales con este software, para observar las características de algunas señales que estamos tratando de entender en la vida real, como la señal AM y su comportamiento. En el desarrollo de este laboratorio vamos a utilizar la plataforma Matlab que es un poderoso software de programación en ingeniería Índice de Términos Claves— Matlab, hojas de cálculo. Nota: Este laboratorio se trabajó con el compañero Vladimir Andrei Rodríguez.

I. INTRODUCCIÓN Matlab MatLab es una herramienta de software matemático que ofrece un entorno de desarrollo integrado (IDE) con un lenguaje de programación propio. Está disponible para las plataformas Unix, Windows, Mac OS X y GNU/Linux . Entre sus prestaciones básicas se hallan: la manipulación de matrices, la representación de datos y funciones, la implementación de algoritmos, la creación de interfaces de usuario (GUI) y la comunicación con programas en otros lenguajes y con otros dispositivos hardware. El paquete MATLAB dispone de dos herramientas adicionales que expanden sus prestaciones, a saber, Simulink y GUIDE (editor de interfaces de usuario - GUI). Además, se pueden ampliar las capacidades de MATLAB con las cajas de herramientas (toolboxes); y las de Simulink . Es un software muy usado en universidades y centros de investigación y desarrollo. En los últimos años ha aumentado el número de prestaciones, como la de programar directamente procesadores digitales de señal o crear código VHDL.[1] Una onda sinusoidal es una señal analógica de una sola frecuencia. Los voltajes de la voz y del video son señales analógicas que varían de acuerdo con el sonido o

variaciones de la luz que corresponden a la información que se está transmitiendo. Matlab ha evolucionado y crecido con las aportaciones de muchos usuarios. En entornos universitarios se ha convertido, en una herramienta instructora básica para cursos de matemáticas aplicadas así como para cursos avanzados en otras áreas. En entornos industriales se utiliza para investigar y resolver problemas prácticos y cálculos de ingeniera. Son aplicaciones típicas el cálculo numérico, la realización de algoritmos, la resolución de problemas con formulación matricial, la estadística, la optimización, etc. Es de destacar la aplicación en el estudio, simulación y diseño de los sistemas dinámicos y de control. Microsoft Excel. Excel es una aplicación desarrollado por Microsoft y distribuido en el paquete Office para usarse en Windows y Macintosh. Excel se utiliza para la creación de hojas cálculo. El programa posee una interfaz intuitiva, con herramientas de cálculos y gráficos de muy fácil uso. Es uno de los programas más populares para realizar hojas de cálculos. Sus trabajos son almacenados en archivos con extensión ".xls", aunque soporta otras extensiones como ".csv". Las hojas de cálculo de Excel son llamadas a veces hojas Excel. [3] Señal Analógica Una señal analógica es un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético y que es representable por una función matemática continua en la que es variable su amplitud y periodo en función del tiempo. Algunas magnitudes físicas comúnmente portadoras de una señal de este tipo son eléctricas como la intensidad, la tensión y la potencia, pero también pueden ser hidráulicas como la presión, térmicas como la temperatura, mecánicas. [2]

Figura 1. Representación grafica de una señal.

Descripción matemática de una señal: Ecuación: K=offset o nivel DC. A=amplitud pico de la señal. f=frecuencia de la señal

2 φ =ángulo de desplazamiento de fase.

Modulación AM Modulación de amplitud (AM es el proceso de cambiar la amplitud de una portadora de frecuencia relativamente alta de acuerdo con la amplitud de la señal modulante (información). Las frecuencias que son lo suficientemente altas para radiarse de manera eficiente por una antena y propagase por el espacio libre se llaman comúnmente radiofrecuencias o simplemente RF. Con la modulación de amplitud, la información se imprime sobre la portadora en la forma de cambios de amplitud.

Para esto es necesario crear una hoja de cálculo en Excel para el desarrollo de la primera parte del laboratorio que es mostrar de maneta grafica una señal sinusoidal donde en esta hoja de calcula se puede variar Amplitud, frecuencia, desfase y offset Ecuación: K=offset o nivel DC. A=amplitud pico de la señal. f=frecuencia de la señal φ =ángulo de desplazamiento de fase.

Donde al introducir los datos que queremos que tenga nuestra señal esta se va a modificar

La modulación de amplitud es una forma de modulación relativamente barata y de baja calidad de modulación que se utiliza en la radiodifusión de señales de audio y vídeo. La banda de radiodifusión comercial AM abarca desde 535 a 1605 kHz. Los canales de la banda 1 entre 2 y 6 (54 a 88 MHz), los canales de banda alta de VHF son entre 7 MHz) y los canales de UHF son entre 14 a 83 (470 a 890 MHZ). La modulación de amplitud también se usa para las comunicaciones de radio móvil de dos sentidos tal como una radio de banda civil (CB) (26.965 a 27.405 MHz). Un modulador AM es un aparato no lineal con dos señales de entrada de información: una señal portadora de amplitud constante y de frecuencia sencilla, y la señal de información. La información actúa sobre o modula la portadora y puede ser una forma de onda de frecuencia simple o compleja compuesta de muchas frecuencias que fueron originadas de una o más fuentes. Debido a que la información actúa sobre la portadora, se le llama señal modulante. La resultante se llama onda modulada o señal modulada. [4]

II. PROCEDIMIENTO MATERIALES - Computador. - Software (Matlab y Excel)

Durante la primera práctica del laboratorio se aplican los conceptos de trigonometría y señales, se realiza los respectivos cálculos matemáticos de sumar o multiplicar dos o más señales, y se utilizan los programas de Excel o Matlab para poder visualizar las señales de entrada y salida. Se ejecuta la transformación de la señal realizando los espectros de frecuencia en amplitud o fase unilaterales y bilaterales.

Figura 2. Representación gráfica de una señal en Excel

Para la práctica numero 2 el laboratorio consistía en hacer la sumatoria de varias señales donde de las 3 señales donde se pueden modificar nuevamente las características de las principales características de las señales

Figura3. Representación gráfica de 3 señales en Excel

En la segunda parte del laboratorio podemos realizar la sumatoria de 3 señales con diferentes valores de amplitud, frecuencia, fase y offset vemos como Excel facilita la sumatoria de estas. Para la tercera parte del laboratorio se uso el software de simulación Matlab para realizar la simulación de una señal AM la cual son necesarias 2 señales una portadora y una moduladora,

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Figura4. Esquema para la señal AM Para la simulación de señales en Matlab es necesario saber de programación donde nosotros introducciones los datos que queremos o necesitamos para este y según los comandos que introducimos este nos muestran la representación de la onda que queremos El siguiente código es la multiplicación de señales donde una es una señal portadora y otra señal es la moduladora ya teniendo conocimiento teórico de como es el comportamiento de estas señales

Fm=40; Fc=500; Vm=4; Vc=16; m=Vm/Vc; flsb=Fc-Fm; fusb=Fc+Fm; Vsb=m*Vc/2; N=2; T=1/fm; t=-N*T:T/5000:N*T; X=Vc*cos(2*pi*fc*t)+Vsb*cos(2*pi*fusb*t) +Vsb*cos(2*pi*flsb*t); Vmt=Vm*cos(2*pi*fm*t); Vct=Vc*cos(2*pi*fc*t); subplot(2,2,1) plot(t,X,'k','LineWidth',2) subplot(2,2,2) q=Vc*cos(2*pi*fc*t); plot(t,q,'k','LineWidth',2) subplot(2,2,3) w=Vsb*cos(2*pi*fusb*t); plot(t,w,'k','LineWidth',2) subplot(2,2,4) e=Vsb*cos(2*pi*flsb*t); plot(t,e,'k','LineWidth',2) subplot(1,1,1) plot(Vmt,X) Texto 1, datos de las señales y comandos digitados en Matlab.

Figura5 señales graficadas en Matlab Podemos observar en las gráficas como es la representación de una señal AM en el simulador de Matlab donde muestra los valores digitados en el software de simulación de Matlab

III. ANÁLISIS DE RESULTADOS Después de haber realizado las simulaciones en el software de Matlab se aprendió el uso de este software con sus diferentes características que permiten la simulación y visualización de las señales que vamos a usar de forma práctica para el segundo corte Después de observar varias características que tiene este poderoso software de programación podemos verificar de una forma grafica las diferentes características que tiene las señales que intentamos recrear en la vida real.

IV. CONCLUSIONES a. Se concluyó que el uso del software de Matlab permite obtener varios modelos de diferentes señales y así poder aplicarlo en la parte práctica. b. Se puede concluir que existen varias herramientas que permite la simulación de señales gracias a los avances tecnológicos para la correcta simulación de señales c. Se pudo ver que existe una interfaz gráfica más amigable que ciertos programas de programación que permite crear interfaces graficas que permite el correcto modelamiento de señales. d. En estas prácticas de laboratorio se pudo analizar por medio de una interfaz gráfica los diferentes

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comportamientos de señales en Matlab y en Excel gracias a esto es más sencillo poder aprender el comportamiento de las señales teniendo de una forma gráfica el comportamiento de estas

V. REFERENCIAS [1] https://es.wikipedia.org/wiki/MATLAB. [2] https://es.wikipedia.org/wiki/Señal_analógica

[3] http://alegsa.com.ar/Dic/excel.php#sthash.ypc17m8A .dpuf [4] http://www.electronicafacil.net/tutoriales/MODULACI ON-AM.php