Determinación Del Tamaño y la Frecuencia Muestreo Para Analizar Señales Analógicas

Actualizado el May 21, 2019

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Detalles del problema

Tengo una señal analógica que me gustaría analizar, y me gustaría realizar mediciones de frecuencia en esta señal, como una Transformada de Fourier o una Transformada Rápida de Fourier (FFT). ¿Cómo elijo la frecuencia de muestreo o la frecuencia de la señal analógica? ¿Por cuánto tiempo debo muestrear?

Solución

La frecuencia de muestreo de la señal cambiará según la medida deseada sea la frecuencia o la forma de la señal. Para medir con precisión la frecuencia de una señal, necesitamos una frecuencia de muestreo de al menos el doble de la frecuencia más alta en la señal. Este concepto es conocido como el teorema de Nyquist. Para obtener la forma de la señal, necesitará una frecuencia de muestreo de al menos diez veces más alta que la frecuencia más alta de la señal.
  • La ecuación para la medición de frecuencia se encuentra a continuación:
  • dónde:
    f max es la frecuencia máxima resoluble
    f Nyquist es la frecuencia de Nyquist
    f s es la frecuencia de muestreo
Para medir la forma de la señal, f s tendrá que dividirse por 10 en lugar de 2.

Para obtener una imagen completa de la señal, muestre durante al menos un período completo de la forma de onda. El número de muestras que corresponde a se puede mostrar a través de la resolución de frecuencia:

La resolución de frecuencia (df) es dictada por el tiempo de adquisición:
dónde:
T es el periodo de la señal.
N es el número de muestras adquiridas
f s es la frecuencia de muestreo

Por ejemplo, una señal con una frecuencia de 50 Hz, deberá haber al menos 0,02 (1/50) segundos de datos durante un período completo de la señal. A una frecuencia de muestreo de 100 Hz para una medición de frecuencia, N será 5000.

Información adicional

El algoritmo FFT se ejecuta de manera más eficiente cuando el número de muestras es una potencia de 2.

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