160113083_180131664_Exp00_Rel

Prévia do material em texto

Relatório Exp 00
ENE 0295 Laboratório de Princípios de Comunicação
Experimento 00 - Familiarização com o Ambiente GRC
	Identificação
	Aluno(a) 1
	Aluno(a) 2
	Nome
	Arthur Fernando Pedroso Lenzi
	Thiago Espindula Pereira Silva
	Matrícula
	160113083
	180131664
	Assinatura
	
	
	Data de entrega
	Versão GRC
	Sistema operacional
	28-07-21
	3.8.2.0
	Windows 10
AB e CD são os dois últimos dígitos da respectiva matrícula dos alunos 1 e 2. Exemplo: matrículas 123456789 e 987654321à AB = 89 e CD = 21. AB e CD serão usados com unidades eventualmente diferentes, de acordo com as instruções de cada atividade.
AR 01
Setup da simulação AR01.
	Taxa de amostragem
	32 ksps
	Instrumentos virtuais
	Osciloscópio e geradores de sinal
	Observações adicionais
	Utilizar bloco “Throttle”
	Arquivo 
(nome contém as matrículas)
	Matricula1_Matricula2_Exp00_AR01.grc
Exemplo: 123456789_987654321_Exp00_AR01.grc
1) Configurar o osciloscópio para ter duas entradas, de modo a mostrar simultaneamente dois sinais de geradores diferentes. Use uma senoide e uma onda quadrada, ambos de frequência 10,AB kHz e amplitude de C,D V. Exemplo: 10,89 kHz e 2,1 V.
Apresente o circuito (Figura 1) e as formas de onda obtidas (Figura 2)
	
	Figura 1: Circuito com geradores diferentes, onda senoidal e onda quadrada.
	
	Figura 2: Formas de onda captadas pelo Osciloscópio.
AR 02
Setup da simulação AR02.
	Taxa de amostragem
	32 ksps
	Instrumentos virtuais
	Osciloscópio, analisador de espectro
Gerador de sinal, onda senoidal
	Observações adicionais
	Utilizar bloco “Throttle”
	Arquivo
	Matricula1_Matricula2_Exp00_AR02.grc
2) Crie os seguintes controles para alterar as formas de onda do gerador de sinal:
· Amplitude entre [-AB, +CD]; frequência entre 0 e 16 kHz; offset entre [-2, +2].
· Verifique o efeito nos dois domínios (tempo e frequência). Apresente o diagrama de blocos (Figura 3) e ilustre com uma tela do GRC as medições de cada instrumento (Figuras 4 e 5).
	
	Figura 3: Circuitos para analisar os efeitos no domínio do tempo (diagrama de blocos ao meio) e o domínio da frequência (diagrama de blocos baixo)
	
	Figura 4: Forma de onda do Osciloscópio no domínio do tempo.
	
	Figura 5: Forma de onda do Osciloscópio no domínio da frequência.
Explique qualitativamente, com análise e comentários, qual o impacto observado nos instrumentos de medição quando há mudanças dos parâmetros do sinal emitido pelo gerador de funções.
	Nenhuma informação é perdida na mudança de um domínio para outro, são pontos de vista complementares. Isso leva a uma compreensão completa e clara do comportamento desde uma simples onda até sistemas mais complexos. Podendo fazer uma analogia de questão de perspectiva, partindo do princípio que o domínio temporal tem um ponto/ângulo de vista, enquanto o espectral analisa por outro ponto/ângulo de visão.
AR 03
Setup da simulação AR03.
	Taxa de amostragem
	Máximo entre (AB, CD) ksps
	Instrumentos virtuais
	Osciloscópio, analisador de espectro
Gerador de sinal: duas ondas senoidais, com amplitude, frequência e offset variáveis
Analisador de espectro com 2048 pontos, SEM janelamento (opção “None” ou “Rectangular”), eixo Y entre [-50, 10]
	Observações adicionais
	Utilizar bloco “Throttle”
	Arquivo
	Matricula1_Matricula2_Exp00_AR03.grc
3) Preencha a Tabela 1 com os valores numéricos e medidas, alterando os parâmetros dos geradores de funções. Para a última linha (em destaque), apresente a tela com a medição (Figura 6).
	Cenário
	Gerador 1
f1 = AB/4 (kHz)
	Gerador 2
f2 = CD/4 (kHz)
	Medidas de DEP (em dBV2/Hz)
	
	Amp. (V)
	Offset (V)
	Amp. (V)
	Offset (V)
	em 0 Hz
	em f1 kHz
	em f2 kHz
	1
	1,0
	0,0
	0,0
	0,0
	-
	-6
	-
	2
	1,0
	0,0
	1,0
	0,0
	-
	-6
	-6,62
	3
	1,0
	0,5
	0,0
	0,0
	-6
	-6
	-
	4
	2,0
	1
	3,0
	2,0
	6,02
	0
	2,91
Tabela 1 – Medições com o analisador de espectro do GRC.
	
	Figura 6: Analisador de espectro no cenário 4.
AR 04
Use dois geradores de sinais (cosseno), com frequência ajustável na faixa [0, 100] (kHz). Em ambos, mantenha amplitude fixa em 1 V e offset em 0 V. Use a frequência de amostragem do GRC em 200 ksps e mantenha a configuração do analisador de espectro da AR 03. 
4) Implemente no GRC o diagrama de blocos da figura
Calcule fosc = (AB+CD)/2. fosc = ____73,5_____.
· Apresente os espectros para as seguintes situações:
· Geradores com fc = 50 kHz e fm = fosc/2, com fosc em kHz (Figura 7)
· Geradores com fc = 90 kHz e fm = (10 kHz + 10x fosc), com fosc em Hz (Figura 8)
	
	Figura 7: Analisador de espectro da primeira situação.
	
	Figura 8: Analisador de espectro da segunda situação.
Explique o posicionamento em frequência das linhas espectrais das Figuras 7 e 8. Use equacionamento matemático e o conceito de aliasing para fundamentar sua resposta.
	O princípio de Nyquist diz que a frequência de amostragem ‘fs’ deve ser ao menos duas vezes maior que a maior frequência dos cossenoides. Ou seja 
 fs = 2f0.
Com a multiplicação dos cossenos usando a formula:
 Cos(θ)Cos(α) = 1÷2 [ Cos(θ - α) + Cos(θ + α)]
Temos que na primeira situação a multiplicação resulta em dois cossenos com as respectivas frequências: 13,25kHz e 86,75kHz. Essas frequências obedecem ao princípio de Nyquist e sua densidade espectral é representada corretamente. 
Já na segunda situação o resultado são dois cossenos com as respectivas frequências: 79,265kHz e 100,735kHz. Nota-se que o segundo cosseno quebra o principio de Nyquist acarretando no efeito de aliasing, podemos notar que no analisador de espectro a linha começa a se mover para a esquerda com o aumento da frequência.
Comentários e conclusões
	<< insira sua análise aqui >>
ENE 0295 Turmas AB 2021.1		Prof. Aguayo