1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN
UNIVERSITARIA
“I.U.T. ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”
SAN FELIPE – ESTADO YARACUY
Respuesta en Frecuencia
Estudiantes:
Jair Querales
C.I: 24.165.131
Adelis cuauro
C.I:24.167.514
Escu: 70
2. RESPUESTA EN FRECUENCIA
En audio, para que sea un equipo de calidad debe cubrir al
menos el margen de las audiofrecuencias (20-20.000 Hz).
Por el mismo motivo, cuanto mayor sea la respuesta en
frecuencia de un equipo, más calidad tendrá el sonido final. Así, a
los nuevos formatos de audio digital que sobrepasan
sobradamente este margen (SACD, 20-100 KHz y DVD-Audio,
20-80 kHz) se los cataloga como formatos HI-FI (High Fidelity)
"Alta Fidelidad".
La respuesta en frecuencia de cualquier sistema debería ser
plana, lo que significa que el sistema trata igual a todo el sonido
entrante, con lo que nos lo devuelve igual.
No obstante, en la práctica, la respuesta en graves y agudos,
normalmente no es la misma. Hecho que se nota más en unos
equipos que en otros. (En los altavoces, por ejemplo, esta
diferencia entre la respuesta a graves o agudos es muy acusada,
pudiendo estar por encima de los 10 dB de más o de menos,
entre una y otra).
3. UN EQUIPO CON UNA RESPUESTA INAPROPIADA AFECTARÁ AL SONIDO FINAL:
SI UN EQUIPO ENFATIZA LOS AGUDOS, EL SONIDO RESULTANTE SERÁ "VIBRANTE Y
CHILLÓN", MIENTRAS QUE SI, POR EL CONTRARIO, PIERDE AGUDOS, TODO LO QUE
REPRODUZCA TENDRÁ UN "MATIZ OSCURO".
SI UN EQUIPO ENFATIZA LOS GRAVES, EL SONIDO RESULTANTE RESULTA
"ATRONADOR", MIENTRAS QUE SI, POR EL CONTRARIO, PIERDE GRAVES, TODO LO
QUE REPRODUZCA TENDRÁ UN "MATIZ METÁLICO".
SI SE ACENTÚAN LAS FRECUENCIAS MEDIAS SE PRODUCE UN SONIDO "NASAL".
EN LA MAYORÍA DE EQUIPOS, EN LAS ESPECIFICACIONES TÉCNICAS, ADEMÁS DE
INDICAR CUÁL ES LA RESPUESTA EN FRECUENCIA TÍPICA, SE INDICA TAMBIÉN LA
VARIACIÓN EN DB ENTRE UNA Y OTRA.
PARA ELLO, LO HABITUAL ES ELEGIR -COMO NIVEL DE REFERENCIA PARA INDICAR LA
RESPUESTA EN FRECUENCIA- 1 KHZ Y A ESTA FRECUENCIA SE LE DA EL VALOR DE 0
DB. LUEGO, LOS FABRICANTES ANALIZAN TODO EL MARGEN DE FRECUENCIAS Y
ESTABLECEN LA DIFERENCIA EN DBS ENTRE LA FRECUENCIA MÁS BAJA Y LA MÁS
ALTA.
CON ESTO, EN LAS ESPECIFICACIONES TÉCNICAS NOS DICEN, POR EJEMPLO, TAL
LECTOR DE CD TIENE UNA RESPUESTA EN FRECUENCIA DE 20-20 KHZ (+/-5 DB).
4. DIAGRAMA DE BODE
Un diagrama de Bode es una representación gráfica que sirve para caracterizar la
respuesta en frecuencia de un sistema. Normalmente consta de dos gráficas
separadas, una que corresponde con la magnitud de dicha función y otra que
corresponde con la fase. Recibe su nombre del científico estadounidense que lo
desarrolló, Hendrik Wade Bode.
Es una herramienta muy utilizada en el análisis de circuitos en electrónica, siendo
fundamental para el diseño y análisis de filtros y amplificadores.
El diagrama de magnitud de Bode dibuja el módulo de la función de transferencia
(ganancia) en decibelios en función de la frecuencia (o la frecuencia angular) en
escala logarítmica. Se suele emplear en procesado de señal para mostrar
la respuesta en frecuencia de un sistema lineal e invariante en el tiempo.
El diagrama de fase de Bode representa la fase de la función de transferencia en
función de la frecuencia (o frecuencia angular) en escala logarítmica. Se puede dar
en grados o en radianes. Permite evaluar el desplazamiento en fase de una señal a
la salida del sistema respecto a la entrada para una frecuencia determinada. Por
ejemplo, tenemos una señal Asin(ωt) a la entrada del sistema y asumimos que el
sistema atenúa por un factor x y desplaza en fase −Φ. En este caso, la salida del
sistema será (A/x) sin(ωt − Φ). Generalmente, este desfase es
5. FUNCIÓN DE LA FRECUENCIA (Φ= Φ(F)); ESTA DEPENDENCIA ES LO QUE NOS MUESTRA
EL BODE. EN SISTEMAS ELÉCTRICOS ESTA FASE DEBERÁ ESTAR ACOTADA ENTRE -90°
Y 90°.
LA RESPUESTA EN AMPLITUD Y EN FASE DE LOS DIAGRAMAS DE BODE NO PUEDEN
POR LO GENERAL CAMBIARSE DE FORMA INDEPENDIENTE: CAMBIAR LA GANANCIA
IMPLICA CAMBIAR TAMBIÉN DESFASE Y VICEVERSA. EN SISTEMAS DE FASE MÍNIMA
(AQUELLOS QUE TANTO SU SISTEMA INVERSO COMO ELLOS MISMOS SON CAUSALES Y
ESTABLES) SE PUEDE OBTENER UNO A PARTIR DEL OTRO MEDIANTE
LATRANSFORMADA DE HILBERT.
SI LA FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA ES UNA FUNCIÓN RACIONAL, ENTONCES EL
DIAGRAMA DE BODE SE PUEDE APROXIMAR CON SEGMENTOS RECTILÍNEOS. ESTAS
REPRESENTACIONES ASINTÓTICAS SON ÚTILES PORQUE SE PUEDEN DIBUJAR A MANO
SIGUIENDO UNA SERIE DE SENCILLAS REGLAS (Y EN ALGUNOS CASOS SE PUEDEN
PREDECIR INCLUSO SIN DIBUJAR LA GRÁFICA).
ESTA APROXIMACIÓN SE PUEDE HACER MÁS PRECISA CORRIGIENDO EL VALOR DE
LAS FRECUENCIAS DE CORTE (“DIAGRAMA DE BODE CORREGIDO”).
6.
7. ELABORACIÓN DE DIAGRAMAS DE BODE
El diagrama de Bode es un tipo de representación gráfica de funciones complejas (en
nuestro caso, funciones de transferencia) dependientes de una variable real (la frecuencia
angular o lineal):
En un diagrama de Bode se representa por un lado el módulo de la función (H (w) ) y por
otro la fase (j(w) ). La figura 1 muestra como ejemplo
el diagrama de Bode de un filtro paso baja de primer orden, cuya función de transferencia
es:
A la hora de elaborar un diagrama de Bode hay que prestar atención al hecho de que la
escala correspondiente al eje de frecuencias es logarítmica. ¿Qué es una escala
logarítmica y por qué usarla? Las escalas logarítmicas se emplean cuando se quieren
representar datos que varían entre sí varios órdenes de magnitud (como en el ejemplo de
la figura 1, en el que la frecuencia varía entre 1 rad/s y 106 rad/s). Si hubiésemos
empleado una escala lineal, sólo apreciaríamos bien los datos correspondientes a las
frecuencias mayores mientras que, por ejemplo, todos los puntos por debajo de 104 rad/s
se
Representarían en la centésima parte del eje de abscisas. Esto se muestra, como
ejemplo, en la Figura 2.
Para evitar este problema se usan las escalas logarítmicas, que permiten representar en
un mismo eje datos de diferentes órdenes de magnitud, separándolos en décadas. Para
ello, en lugar de marcar sobre el eje la posición del dato que queremos representar se
marca la de su logaritmo decimal. Esto se hace aprovechando la siguiente propiedad de
los logaritmos:
8. De este modo, el orden de magnitud (D) establece un desplazamiento,
separando una década (D = i) de la siguiente (D = i + 1) y los puntos
correspondientes a un mismo orden de magnitud (década) tienen el mismo
espacio para ser representados que los pertenecientes a una década
superior. Como ejemplo, en la figura 3 se indica dónde se ubicarían en un
eje logarítmico los puntos correspondientes a 60, 600 y 6000.