Golfvormanalyse

ONDERDELEN EN MATERIALEN

• IBM-compatibele pc met geluidskaart, met Windows 3.1 of beter
• Winscope-software, gratis gedownload van internet
• Elektronisch "toetsenbord" (muzikaal)
• "Mono" (niet stereo) hoofdtelefoonstekker voor toetsenbord
• "Mono" (niet stereo) hoofdtelefoonstekker voor microfooningang van computergeluidskaart, met draden voor aansluiting op spanningsbronnen
• 10 kΩ potentiometer

Onderdelen en uitrusting voor dit experiment zijn identiek aan die nodig zijn voor het experiment "PC-oscilloscoop".

KRUISVERWIJZINGEN Lessen in elektrische circuits , Volume 2, hoofdstuk 7:"AC-signalen met gemengde frequentie"

LEERDOELSTELLINGEN

• Het verschil begrijpen tussen tijddomein- en frequentiedomeinplots
• Een kwalitatief gevoel voor Fourier-analyse ontwikkelen

SCHEMATISCH DIAGRAM

ILLUSTRATIE

INSTRUCTIES

Het Winscope-programma heeft nog een andere functie dan het typische "tijddomein"-oscilloscoopscherm:"frequentiedomein" -scherm, dat amplitude (verticaal) over frequentie (horizontaal) uitzet. De "tijddomein" -weergave van een oscilloscoop geeft de amplitude (verticaal) in de tijd (horizontaal) weer, wat prima is voor het weergeven van golfvorm. Wanneer het echter wenselijk is om het harmonische bestanddeel van een complexe golf te zien, is een frequentiedomeinplot het beste hulpmiddel.

Als u Winscope gebruikt, klikt u op het "regenboog"-pictogram om over te schakelen naar de frequentiedomeinmodus. Genereer een sinusgolfsignaal met behulp van het muzikale toetsenbord (panfluit of fluitstem), en u zou een enkele "spike" op het scherm moeten zien, die overeenkomt met de amplitude van het signaal met één frequentie. Als u de muiscursor onder de piek beweegt, moet de frequentie numeriek onder aan het scherm worden weergegeven.

Als er twee noten worden geactiveerd op het muzikale toetsenbord, moet de plot twee verschillende pieken vertonen, die elk overeenkomen met een bepaalde noot (frequentie). Basisakkoorden (drie noten) produceren drie pieken op de frequentiedomeinplot, enzovoort. Vergelijk dit met een normale oscilloscoop (tijddomein) plot door nogmaals op het "regenboog"-pictogram te klikken.

Een muzikaal akkoord weergegeven in tijddomeinformaat is een zeer complexe golfvorm, maar is vrij eenvoudig te ontbinden in samenstellende noten (frequenties) op een frequentiedomeindisplay.

Experimenteer met verschillende "stemmen" van instrumenten op het muzikale toetsenbord, waarbij u de tijddomeinplot correleert met de frequentiedomeinplot. Golfvormen die symmetrisch zijn boven en onder hun middellijnen bevatten alleen oneven harmonischen (oneven gehele veelvouden van de basis, of fundamenteel frequentie), terwijl niet-symmetrische golfvormen ook even genummerde harmonischen bevatten. Gebruik de cursor om de specifieke frequentie van elke piek op de grafiek te lokaliseren en een rekenmachine om te bepalen of elke piek even of oneven is.

GERELATEERD WERKBLAD:

• Werkblad signaalmodulatie
• Werkblad AC-golfvormen
• Werkblad signalen met gemengde frequenties