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FFTSpectrum -- Overview
OBJETIVOS
Depois de realizar este exercício de laboratório, o aluno será capaz
de:
• Aprender as noções básicas de representação de domínio de
frequência/transformação Fourier de um sinal.
• Avaliar o espectro FFT de uma onda senoidal e quadrada.
• Compreender a diferença no espectro de FFT ao usar diferentes
funções de janela disponíveis no osciloscópio.
EQUIPAMENTO
• DUT como uma fonte do Gerador arbitrário de função Tektronix de
sinal (AFG 3022) ou gerador de sinal equivalente
• Osciloscópio
• Cabos BNC e ponta de prova de tensão passiva 10X
TEORIA
• Fast Fourier Transform (Transformação Fourier Rápida) ou FFT é
um algoritmo para computar a transformação Fourier distinta de
uma série de tempo/sinal de forma mais rápida.
• FFT é usada para representar um sinal de variação de tempo em
domínio de frequência. Qualquer sinal de domínio de tempo pode
ser representado pela combinação de frequência fundamental e
harmônicos em domínio de frequência. FFT nos ajuda a resolver e
visualizar um sinal de domínio de tempo em seus componentes de
frequência.
• FFT em ponto N de um sinal, amostrado na taxa de amostras fS
por segundo, gerará componentes de frequência de 0 Hz a fS/2 Hz
com uma resolução de frequência de fS/N Hz.
• Uma onda senoidal pura terá componente de frequência única em
espectro FFT.
• Qualquer onda complexa, por exemplo, uma onda quadrada, terá
vários componentes de frequência (chamados de harmônicos) além
da frequência fundamental.
• O teorema de amostragem Nyquist exerce uma função importante
na computação de FFT. Qualquer sinal de variação de tempo tendo
fm de componente de frequência máxima pode ser reproduzido com
fidelidade se for amostrado a uma taxa superior a 2 * fm. A
amostragem a uma taxa inferior é chamada de subamostragem e
resulta em desvio – um fenômeno no qual componentes de alta
frequência parecem ser de frequência inferior (falsa).
FFTSpectrum -- Procedures
Step 1
CONFIGURAÇÃO DE DUT/FONTE
• Conecte o AFG/gerador de sinal à alimentação CA.
• Ligue o AFG.
• Defina o tipo de sinal, frequência e amplitude no AFG, de acordo
com os requisitos do experimento.
• Habilite a saída do geral de sinal.
Step 2
CONFIGURAÇÃO DE MEDIDAS/OSCILOSCÓPIO
• Ligue o osciloscópio.
• Faça a conexão entre o gerador de sinal/AFG e o osciloscópio
usando ponta de prova ou cabo BNC.
• Adquira os sinais do gerador de sinal no osciloscópio.
Step 3
• Defina o Ajuste automático no osciloscópio para capturar e
visualizar com eficiência o sinal.
• Se o recurso AUTOSET (Cnfg auto) não estiver habilitado, então
defina manualmente a escala horizontal e vertical e a condição de
trigger para visualizar três a quatro ciclos de forma de onda, sem
qualquer anexação.
Step 4
• Pressione o botão FFT do painel frontal para ver o espectro do
sinal.
• Ative o "Source WFM" (WFM de orig) para ver o sinal de domínio
de tempo junto com sua FFT.
Step 5
• Certifique-se de que a origem de FFT seja CH1 - Onda quadrada.
• Você verá a frequência fundamental (1k Hz) e harmônicos
ímpares.
Step 6
• Altere a origem de FFT para CH2 - Onda senoidal.
• Você verá o transiente único na frequência fundamental.
Step 7
• Modifique a janela para ver o efeito no espectro.
• Você pode usar zoom de FFT para verificar melhor as
frequências.
• Você pode realizar uma panorâmica do espectro FFT usando o
botão giratório de 'horizontal position' (posição horizontal).