En este tutorial puedes ver cómo utilizar Audacity para generar señales de audio. Me parece un ejercicio ideal si eres neófito en las señales analogicas y luego poder entender señales digitales como las (PWM)
Desde la página del (autor)[https://www.audacityteam.org/download/] puedes instalar versiones tanto para windows, Mac o linux.Descarga la versión 2.4.2 a cuyo enlace puedes acceder desde nuestra web. Una vez instalado el programa pulsa en el icono correspondiente y aparecerá una pantalla como la indicada en la siguiente figura.
Se trata de un programa que genera señales de audio y graba tonos MP3.
Para generar tonos de audio ingresa en Generar> Tono> SinusoideSe trata de un programa que genera señales de audio y graba tonos MP3.
Luego selecciona las características del tono. Por defecto está ajustado en 440HZ, con la amplitud máxima de 0.8 y 30 segundos de duración. Si en esas condiciones, pulsas la tecla de reproducción aparece un tono de 440 HZ en ambos canales de la salida de audio de la plaqueta de audio de tu PC. Si tienes conectados los parlantes puedes realizar la prueba y escuchar el tono.
Mientras se genera la señal aparece un oscilograma de la misma generada en un osciloscopio que se maneja tanto en ganancia horizontal como vertical. En principio para analizar el eje horizontal con más facilidad vamos a cambiar la frecuencia del tono por otro de 1kHz que tiene un período exacto de 1 ms. Toma el cursor de tiempo que está debajo del osciloscopio y muévelo para observar diferentes zonas de los 30 segundos que dura el tono. Por defecto, la frecuencia de barrido es muy baja y no se llegan a observar las sinusoides. Pulsando en la lupa (+) que está arriba del osciloscopio se puede abrir la imagen hasta que se observe cada ciclo separadamente. Ahora el cursor permite ajustar el comienzo del tono y observar por ejemplo que los máximos se producen exactamente cada 1 ms, tal como muestra la imagen. Observe que a los O segundos comienza la señal con un flanco positivo partiendo de 0 y cuando vuelve a pasar por cero con la misma dirección el tiempo es de 1 ms o 0, 00100 segundos. Para aumentar el tamaño vertical de la imagen haga clic sobre el borde inferior del osciloscopio y arrastre hacia abajo.
Observa bien el oscilograma; cada 80us hay un puntito. Esos puntitos marcan el momento de realizar un muestreo de la señal analógica de entrada. En este caso particular de generar señales con una forma determinada (senoidal, triangular, cuadrada) no hay señales de entrada sino funciones, que se generan matemáticamente. Pero de cualquier modo las funciones no dan valores continuos sino muestreados cada cierto tiempo dependiendo de la frecuencia de muestreo. El ejemplo tiene las características de una codificación de CD; es decir 16 bits, y una frecuencia de muestreo de 44.100HZ. Estos valores se pueden observar en el tablero a la izquierda del oscilograma en donde además se agrega mono que significa que los dos canales de la plaqueta de audio tienen el mismo tono de 1KHZ con la misma amplitud (el valor máximo de 1 que corresponde con el OdBm o 660mV eficaces).
Para poner una frecuencia de muestreo más baja se selecciona la tecla marcada pista de audio a la izquierda del oscilograma y se elige una frecuencia de muestreo de por ejemplo 8000HZ, tal como muestra aquí.
En dicha figura vemos que las muestras están mucho más separadas y que la señal de 1kHz está algo deformada. Sin embargo, en el tono que sale por los parlantes (bocinas) no se aprecia prácticamente ninguna distorsión. Un muestreo de 8kHz para una señal de 1kHz genera 8 puntos de inflexión por cada período de la señal muestreada. En efecto, cuenta los puntos de inflexión y ver que hay exactamente 8. La distorsión se debe a que la computadora genera las señales senoidales con una aproximación lineal; es decir con líneas rectas.
El teorema del muestreo dice que la frecuencia de muestreo debe ser por lo menos el doble que la máxima frecuencia a reproducir y por eso el estándar CD utiliza una frecuencia de muestreo de 44.100HZ para reproducir una frecuencia máxima de 20kHz.
La señal se ve bastante distorsionada, sin embargo el oído lo reconoce como senoidal porque no puede escuchar los productos de la distorsión que son todos superiores a 20kHz y por lo tanto inaudibles.
El programa permite una frecuencia de muestreo de 96.000HZ como máximo, así que puede utilizarla para mejorar la forma de señal, pero luego al grabarla volvera a tener una frecuencia de 44.100HZ como frecuencia de porque ésa es la norma de CD.
También existe otra predisposición que mejora la forma de la señal. Es la cantidad de bits a la que se produce la digitalización. Un tono de 20.000HZ a 32 bits se observa
Esto es lo que genera el programa pero para sacar lo de la PC debe pasar por una placa de sonido y entonces la señal se ve influenciada por dicho circuito, de modo que no podemos garantizar que no se deforme si dicha placa tiene una frecuencia de muestreo menor o no trabaja a 32 bits.
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