Adquisición de Datos con Entrenador EPC

Guía de Laboratorio

Análisis de Sonido

El EPC incluye un micrófono que permite adquirir la señal de sonido mediante la tarjeta DAQ. Esta señal es de tipo Corriente Alterna, y el procesamiento que se realiza es un análisis de espectros y otras mediciones típicas.

Al concluir las prácticas usted aprenderá: Adquirir señal de audio usando una tarjeta de adquisición de datos. Procesamiento y análisis de una señal de audio Manejo de bloques Waveform Manejo de Arrays

Práctica 01.-MEDICION DE ARMONICOSEn esta práctica se utilizara una entrada analógica de alta velocidad para adquirir la señal del micrófono, observar su forma de onda, realizar un análisis de armónicos, y medir las frecuencias fundamentales.

Realizar las siguientes conexiones entre el EPC y la tarjeta DAQ como se aprecia en la figura 01:

Figura 01: Conexiones EPC y DAQ 6009

Abrir LabVIEW > Blank VI Insertar en el Panel Frontal un indicador tipo grafico y nombrar “Señal”, muestra la

señal en dominio del tiempo en forma de osciloscopio. Las herramientas de escala y graficas permiten observar en detalle la forma de onda, hacer zoom, etc.

Figura 02 Indicador grafico ” SEÑAL”

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Insertar en el Panel Frontal Un indicador tipo grafico y nombrar “Espectro de Frecuencia”, muestra el espectro de potencia de la señal adquirida, calculado a partir de una transformada rápida de Fourier (FFT). Las herramientas de escala, grafica y de cursor permiten observar en detalle el espectro, hacer zoom, mover el cursor, etc.

Figura 03 Indicador “Espectro de Frecuencia”

Bloques a insertar en el diagrama de bloques, Click derecho

Programming > Waveform > Analog Wfm >Measurements > FFT Power Programming > Waveform > Analog Wfm >Measurements > Basic DC-RMS

Figura 04 Ubicación Programming

En la figura 05 se muestran los bloques de acceso a FFT Power y Basic DC-RMS

Figura 05 Ubicación FFT Power y Basic DC-RMS

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Al insertar los respectivos bloques, desarrollar el siguiente código en el diagrama de bloques.

Figura 06 Diagrama de Bloques MEDICION DE ARMONICOS

Figura 07 Panel Frontal MEDICION DE ARMONICOS

PRUEBAS Y RESULTADOSEjecutar el programa y producir un sonido cerca del micrófono. Utilizar el sonido que produce el presionar diferentes teclas de un teléfono celular (DTMF). En la siguiente grafica se presenta la composición de tonos de un teclado de este tipo.

Figura 08 Dual-Tone Multi-Frecuency (DTMF)

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Observar que en ausencia de sonido existe una señal ruidosa con una componente de corriente continua cerca de 0.25V. Esta componente es también típica en las señales adquiridas de un acelerómetro.

Figura 09 Ruido en ausencia de sonido

Se probara presionando la tecla #5 cerca al micrófono y en el programa desarrollado presionar el botón “CONGELAR”, esta operación nos permitirá analizar el espectro de frecuencia, en los cuales se podrán observar dos componentes de armónicos, el principal en 1336 Hz, y una mas baja en 770 Hz.

Figura 10 Espectro de frecuencia Tecla #5

Presionar la tecla #2 del teclado del teléfono y adquirir el sonido que produce. Cuando se tenga una señal clara, presionar el botón “CONGELAR” para que la imagen no se pierda al soltar la tecla, y nuevamente apreciamos dos componentes armónicos, el principal en 1336 Hz, y una mas baja en 697 Hz

Figura 11 Espectro de frecuencia tecla #2

*Repetir el procedimiento para las demás teclas del teléfono.

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Práctica 02.-DETECCION DTMFPara esta práctica se utilizara como base la practica anterior, junto a herramientas de análisis más avanzadas para detectar que tecla del teléfono se ha presionado, tales como eliminación de la componente de corriente continua, filtrado de frecuencias no deseadas, y medición de tonos.

Insertar los bloques:o Extract Multiple Tone Informationo FFT Powero Basic DC-RMS

Figura 12 Ubicación Extract Multiple Tone Information

El nuevo bloque a insertar “Extract Multiple Tone Information” nos dará la información de la frecuencia, amplitud y fase de cada tono de la señal cuya amplitud excede un umbral especificado, en este caso la constante de umbral será 1E-6.

Adicionalmente se utilizaran los siguientes bloques

Programming > Structures > While Loop Programming > Structures > Case Structure Programming > Structures > For Loop Programming > Array > Index Array Programming > Clusters, Class, & Variant > Unbundle By Name

Figura 13 Ubicación Estructuras,Array y Clusters

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Express > Signal Manipulation > Merge Signals Express > Signal Manipulation > Covert To Dynamic Data

Figura 14 Ubicación Merge SIgnals

Desarrollar el siguiente código:

Figura 15 Diagrama de Bloques DETECCION DTMF

En la siguiente figura se muestra el código de la estructura CASE, el cual designa un valor de salida de “0, 1, 2, 3, 4” dependiendo del valor de entrada, las condiciones se aprecian en la parte superior de la estructura.

Programming > Structures > Case Structure

Figura 16 Condiciones estructura CASE

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El valor de salida de la estructura CASE nos servirá para seleccionar en una constante matricial valores entre 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, *, 0, #.

Programming > Array > Index Array Programming > Array > Array Constant Programming > String > String Constant

Figura 17 Toma de decisiones para DTMF

Figura 18 Panel frontal DETECCION DTMF

Realizar pruebas para todos los valores posibles y verificar el espectro de frecuencia de cada tono, para poder apreciar y analizar el espectro, dar click en congelar durante la visualización del espectro.