08 Densidad espectral de potencia y correlación

Ezequiel I. Espinosa R.
22 Oct 202029:20

Summary

TLDREl script del video presenta un análisis detallado de conceptos avanzados en señal digital, como la densidad espectral de energía y potencia, así como la correlación. Se describe cómo la densidad espectral de energía, basada en el Teorema de Parseval, relaciona la energía de una señal con la de su transformada de Fourier. La densidad espectral de potencia, con unidades de potencia por Hertz, muestra la distribución de potencia en función de la frecuencia. El video también explica funciones de correlación, que miden la semejanza entre una señal y una versión retrasada de sí misma, crucial para sistemas de comunicación. Se proporcionan ejemplos matemáticos para hallar estas propiedades de señales periódicas y no periódicas, subrayando la importancia de comprender estas herramientas para evaluar la potencia de una señal.

Takeaways

  • 📚 El tema tratado en el video es la densidad espectral de potencia y correlación, que son conceptos complejos en señales y sistemas.
  • 🔍 Se menciona que la transformada de Fourier es fundamental para entender estos temas, aunque puede ser difícil para algunos.
  • 🌐 Se define la densidad espectral de energía como la integral del valor absoluto de la transformada de Fourier de una señal, elevado al cuadrado.
  • 🎛️ La densidad espectral de potencia se describe como la distribución de potencia en función de la frecuencia, con unidades de potencia por Hertz.
  • 📉 La densidad espectral de potencia es útil para identificar intervalos de frecuencia que contribuyen más a la energía de una señal.
  • 🔧 Se explica que la potencia promedio de una señal se puede calcular a través de la función de auto-correlación y su transformada de Fourier.
  • 🔄 Se relaciona la función de auto-correlación con la densidad espectral de potencia, destacando que ambas son transformadas de Fourier mutuas.
  • 📊 Se ilustra cómo calcular la densidad espectral de potencia y la potencia promedio para una señal periódica, utilizando coeficientes de Fourier.
  • 📚 Se hace hincapié en la importancia de las funciones de correlación para medir la semejanza o coherencia entre una señal y una versión retrasada de la misma.
  • 🔗 Se menciona que las funciones de correlación tienen propiedades matemáticas que son útiles para el análisis de señales, como ser pares y tener un máximo en cero.
  • 📝 Se concluye con un ejemplo práctico de cómo calcular la función de auto-correlación y la densidad espectral de potencia para una señal específica.

Q & A

  • ¿Qué es la densidad espectral de potencia y cómo se relaciona con la densidad espectral de energía?

    -La densidad espectral de potencia es una función que describe la distribución de la potencia en función de la frecuencia y tiene unidades de potencia por hertz (watts/Hz). La densidad espectral de energía, por otro lado, describe la cantidad relativa de energía de una señal en función de la frecuencia, y su integral representa la energía total de la señal. Ambas son conceptos relacionados ya que la densidad espectral de potencia se puede obtener a partir de la densidad espectral de energía.

  • ¿Cómo se define la densidad espectral de potencia según el guión?

    -La densidad espectral de potencia se define como la indicación de las contribuciones de potencia relativas en diversas frecuencias. Funcionalmente, está dada por la integral de la función de Fourier transformada (F de omega) al cuadrado, dividida por el rango de frecuencias considerado.

  • ¿Qué es la función de correlación y cómo se relaciona con la densidad espectral de potencia?

    -La función de correlación es una herramienta utilizada en el dominio del tiempo que es equivalente a la densidad espectral de potencia en el dominio de la frecuencia. Mide la semejanza o coherencia entre una señal y una versión de la misma señal con un retardo. La densidad espectral de potencia y la función de correlación están estrechamente relacionadas, y una puede obtenerse a partir de la transformada de Fourier de la otra.

  • ¿Cómo se calcula la potencia promedio en el tiempo de una señal?

    -La potencia promedio en el tiempo de una señal se calcula como el valor cuadrático medio de la señal, que es la media del cuadrado de la señal. Esto se denota como la integral de la función de Fourier transformada al cuadrado, evaluada en un intervalo de tiempo y dividida por el período de la señal.

  • ¿Qué es la transformada de Fourier y cómo se relaciona con la densidad espectral de potencia y energía?

    -La transformada de Fourier es una herramienta matemática utilizada para analizar señales en el dominio de la frecuencia. Se relaciona con la densidad espectral de potencia y energía porque permite calcular estas densidades a partir de las propiedades de las señales en el tiempo. La densidad espectral de potencia se obtiene a partir de la transformada de Fourier de la señal al cuadrado, mientras que la densidad espectral de energía se obtiene de la integral de la magnitud de la transformada de Fourier.

  • ¿Cómo se determina la densidad espectral de potencia para señales periódicas?

    -Para señales periódicas, la densidad espectral de potencia se determina a través de la serie de Fourier. Se calcula como la suma de las potencias de las componentes individuales de la serie de Fourier, cada una multiplicada por un impulso unitario en la frecuencia correspondiente a la componente.

  • ¿Cuál es la importancia de la función de correlación en sistemas de comunicaciones?

    -La función de correlación es importante en sistemas de comunicaciones porque proporciona una medida de la semejanza entre una señal y una versión de la misma señal con un retardo. Esto es útil para evaluar la calidad de la señal recibida en relación con la señal transmitida, y para identificar la presencia de ruido o distorsión en la señal.

  • ¿Cómo se relacionan la densidad espectral de potencia y la función de auto correlación promedio en el tiempo para señales de potencia?

    -La densidad espectral de potencia y la función de auto correlación promedio en el tiempo para señales de potencia están relacionadas a través de la transformada de Fourier. La función de auto correlación promedio en el tiempo es la transformada de Fourier de la densidad espectral de potencia, y viceversa.

  • ¿Qué propiedades tiene la función de auto correlación para señales de energía y potencia?

    -La función de auto correlación para señales de energía y potencia tiene varias propiedades: 1) Evaluada en cero, da la energía o la potencia promedio de la señal. 2) Es un valor no negativo y alcanza su máximo en cero. 3) La función es par, lo que significa que es simétrica con respecto al eje de tau. 4) Si la señal es periódica, la función de auto correlación también lo es.

  • ¿Cómo se calcula la potencia promedio de una señal a partir de su función de auto correlación promedio en el tiempo?

    -La potencia promedio de una señal se puede calcular evaluando su función de auto correlación promedio en el tiempo en cero. Esto se denota como R(0), y representa la energía o la potencia promedio de la señal.

  • ¿Cómo se determina la densidad espectral de potencia a partir de la función de auto correlación para una señal dada?

    -Para determinar la densidad espectral de potencia a partir de la función de auto correlación, se realiza la transformada de Fourier de la función de auto correlación. La densidad espectral de potencia se obtiene como resultado de esta transformada.

Outlines

00:00

😀 Introducción a la Densidad Espectral y Correlación

El primer párrafo introduce el tema de la densidad espectral y correlación, mencionando que son conceptos complejos y a veces difíciles de dominar, especialmente en relación con la Transformada de Fourier. Se enfatiza la importancia de comprender la densidad espectral de potencia y correlación, y se menciona que el proyecto principal es representar problemas más grandes. Se describe la densidad espectral de energía como una función que muestra la cantidad relativa de energía de una señal en función de la frecuencia, y se relaciona con el Teorema de Parseval, que establece una relación entre una señal y su transformada de Fourier en el dominio de omega.

05:01

😉 Densidad Espectral de Potencia y sus Unidades

En el segundo párrafo, se discute la densidad espectral de potencia como una indicación de las contribuciones relativas de potencia en diferentes frecuencias, con unidades de potencia por hertz (watts por hertz). Se explica que la integral de la densidad espectral de potencia da la potencia total de la señal. Se menciona que para señales periódicas, la densidad espectral de potencia es una serie de funciones de impulso, donde los pesos corresponden al cuadrado de los coeficientes de la serie de Fourier.

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🎓 Funciones de Correlación y su Importancia en Comunicaciones

El tercer párrafo se enfoca en las funciones de correlación, que son equivalentes a la densidad espectral de potencia en el dominio del tiempo. Se describe cómo la función de correlación promedio en el tiempo para señales de energía da una medida de la semejanza o coherencia entre una señal y una versión de la misma señal con un retardo. Esto es crucial en sistemas de comunicaciones para asegurar que la señal recibida sea similar a la señal enviada, lo que implica un bajo nivel de ruido y distorsión.

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🔍 Propiedades de la Función de Auto Correlación para Señales de Potencia

El cuarto párrafo explora las propiedades de la función de auto correlación para señales de potencia, que es similar a la función de auto correlación para señales de energía. Se menciona que si la señal es periódica, el tiempo de integración puede tomarse sobre un solo periodo. La función de auto correlación promedio en el tiempo da una medida de la semejanza entre una señal de potencia en el tiempo y la misma señal en un tiempo posterior.

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📚 Transformada de Fourier de la Función de Auto Correlación

En el quinto párrafo, se discute cómo la función de auto correlación promedio en el tiempo y la densidad espectral de potencia están estrechamente relacionadas a través de la Transformada de Fourier. Se presenta el Teorema de Wiener-Khinchin, que establece que la función de auto correlación en el tiempo y la densidad espectral de potencia son transformadas de Fourier una de la otra. Se destacan las propiedades de la función de auto correlación, como su valor en cero, que es igual al promedio de la señal, y su simetría.

25:05

📉 Ejemplo de Cálculo de Función de Auto Correlación y Densidad Espectral de Potencia

El sexto y último párrafo presenta un ejemplo práctico de cómo calcular la función de auto correlación y la densidad espectral de potencia para una señal específica. Se utiliza una señal periódica de la forma x(t) = 2 cos(100πt) y se sigue el proceso de calcular su función de auto correlación, que luego se transforma a través de la Transformada de Fourier para obtener la densidad espectral de potencia. Se evalúa la función en cero para encontrar la potencia promedio de la señal, que se muestra como 2 watts.

Mindmap

Keywords

💡Densidad Espectral

La densidad espectral es un concepto fundamental en el análisis de señales, que describe la distribución de energía o potencia de una señal en función de la frecuencia. En el video, se menciona tanto la densidad espectral de energía como la de potencia, donde la primera se refiere a la energía por unidad de frecuencia y la segunda a la potencia por unidad de frecuencia (Watts por Hertz). La densidad espectral de potencia, por ejemplo, es crucial para entender la contribución relativa de energía en diferentes frecuencias, lo que es esencial en el procesamiento de señales y en comunicaciones.

💡Correlación

La correlación es una herramienta estadística que mide la similitud o la relación entre dos conjuntos de datos. En el contexto del video, se discute la función de correlación en el tiempo, que es una medida de la semejanza entre una señal y una versión retrasada de sí misma. Esto es importante en sistemas de comunicaciones para evaluar la coherencia y la calidad de la señal recibida, ya que una alta correlación indica que la señal ha conservado su forma original a pesar del retardo.

💡Transformada de Fourier

La Transformada de Fourier es una técnica matemática utilizada para analizar señales en el dominio de las frecuencias. En el video, se destaca su importancia en el cálculo de la densidad espectral, ya que permite convertir señales del tiempo en el dominio de las frecuencias. La transformada de Fourier de una señal se utiliza para calcular tanto la densidad espectral de energía como la de potencia, y es fundamental para comprender la representación de señales en diferentes frecuencias.

💡Energía de la Señal

La energía de una señal es una medida de cuánto trabajo es necesario para transmitir o procesar la señal. En el video, se establece que la densidad espectral de energía es la integral de la función de Fourier de la señal elevada al cuadrado, lo que representa la energía por unidad de frecuencia. Esta noción es crucial para entender la cantidad de energía que una señal contiene en diferentes frecuencias y es una parte clave del análisis de señales.

💡Potencia Promedio

La potencia promedio de una señal es la cantidad media de potencia que fluye a través de un sistema en un periodo de tiempo. En el video, se define la potencia promedio como el valor cuadrático medio de la señal, y se relaciona con la densidad espectral de potencia. Esta medida es vital en el diseño de sistemas de potencia y en la comprensión de cómo la señal se comporta en términos de energía a lo largo del tiempo.

💡Señal Periódica

Una señal periódica es aquella que se repite con una frecuencia determinada en el tiempo. En el video, se utiliza la señal periódica para ilustrar cómo se calcula la densidad espectral de potencia, ya que una señal periódica tiene componentes de Fourier discretas. Estas señales son comunes en muchas aplicaciones, como la modulación de señales en comunicaciones y la generación de ondas en física.

💡Coeficientes de Fourier

Los coeficientes de Fourier son valores que representan la magnitud y la fase de las componentes de frecuencia de una señal en su serie de Fourier. En el video, se mencionan los coeficientes de Fourier para señales periódicas, donde estos coeficientes se relacionan con las áreas de los impulsos en la densidad espectral de potencia, proporcionando información sobre la contribución de cada componente a la señal completa.

💡Función de Autocorrelación

La función de autocorrelación es una medida de la similaridad entre una señal y una versión retrasada de sí misma. En el video, se discute cómo esta función es crucial para entender la coherencia de una señal en sistemas de comunicaciones y su relación con la densidad espectral de potencia. La función de autocorrelación promedio en el tiempo se utiliza para calcular la densidad espectral de potencia a través de la Transformada de Fourier.

💡Teorema de Parseval

El teorema de Parseval establece una relación entre el energía de una señal en el dominio del tiempo y la energía en el dominio de las frecuencias, a través de su Transformada de Fourier. Aunque no se menciona explícitamente por su nombre en el video, se aplica este principio al relacionar la energía de la señal con la integral de la función de Fourier elevada al cuadrado, lo cual es central para entender la densidad espectral de energía.

💡Señal de Energía y Potencia

En el video, se diferencia entre señales de energía y señales de potencia. Una señal de energía es aquella que tiene un límite en el tiempo y una cantidad finita de energía, mientras que una señal de potencia tiene una energía que fluye a través de un sistema en un periodo de tiempo. La densidad espectral de energía y la densidad espectral de potencia son medidas asociadas respectivamente a estas dos clases de señales, y son fundamentales para el análisis y el procesamiento de señales.

Highlights

El tema trata sobre la densidad espectral y correlación, aspectos complejos de las señales.

La densidad espectral de potencia y energía se relaciona con la transformada de Fourier.

Se introduce el teorema de Parseval, estableciendo la relación entre señales y su transformada de Fourier.

La densidad espectral de energía es la integral del valor absoluto de la función en el dominio de frecuencias.

La densidad espectral de potencia se define como la distribución de potencia en función de la frecuencia.

La potencia promedio en el tiempo de una señal se calcula a través del valor cuadrático medio.

Se explica cómo calcular la densidad espectral de potencia para señales periódicas y no periódicas.

La función de correlación es una herramienta para medir la semejanza entre una señal y una versión retrasada de sí misma.

La función de autocorrelación promedio en el tiempo es crucial para sistemas de comunicaciones.

Se describe cómo obtener la densidad espectral de potencia a partir de la función de autocorrelación.

La función de autocorrelación cumple con ciertas propiedades que son útiles para el análisis de señales.

Se ilustra cómo calcular la densidad espectral de potencia y la potencia promedio para una señal específica.

Se presentan diferentes métodos para evaluar y encontrar la potencia de una señal.

El teorema de Wiener-Khinchin relaciona la función de autocorrelación con la densidad espectral de potencia.

Se resalta la importancia de la densidad espectral y correlación en el análisis de señales y sistemas de comunicaciones.

Transcripts

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hola en este vídeo vamos a ver un tema

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que es función de la densidad espectral

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y correlación son algo complejos un poco

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largos complejos porque a estas alturas

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ya se domina bien social jordi a dominar

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bien la transformada de fourier y

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algunos de ustedes se les vuelve

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difíciles específicamente pues porque no

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la dominan lo suficientemente bien la

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transformada de fourier pero fuera de

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eso realmente no presentan nada bien el

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proyecto es representar mayores

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mayor problema ok vamos a verlo

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densidad espectral de potencia y

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correlación ya vemos que la densidad

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espectral de energía era mediante el

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teorema de rallys el teorema de reale

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establecía una relación entre una señal

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efe dt y su transformada de fourier o

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sea su de esa misma señal pero ahora en

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el dominio de omega

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como era esta relación simplemente la

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integral de menos infinito infinito del

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valor absoluto de la función ft elevado

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para diferenciarte era igual que 1 entre

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el hospital integral de menos infinito

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infinito del valor absoluto de f de

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omega al cuadrado diferencial de omega

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ok donde este valor

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efe omega elevado el valor absoluto del

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fenómeno al cuadrado está en términos de

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energía por unidad de frecuencia es

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decir energía jules unidad de frecuencia

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hearst por esta razón se llama densidad

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espectral de energía de la señal ft por

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lo tanto la densidad espectral de

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energía es aquella función que uno

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describe la cantidad relativa de energía

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de una señal en función de la frecuencia

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y que tiene una de total bajo la curva

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que va a representar esta señal que es

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la energía de la señal algo que ya

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habíamos visto en el vídeo anterior

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entonces

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la cantidad el valor absoluto de f de

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omega elevado al cuadrado describe solo

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la cantidad relativa de energía en

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varias frecuencias

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para un valor absoluto de f de omega al

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cuadrado continua la energía en

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cualquier frecuencia es 0 es el área

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bajo efe lo mb

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efe de omega al cuadrado la que denota

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la energía que quiere decir esto que si

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yo quiero como vemos de la definición

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una definición es una integral o sea si

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integra sobre un mismo punto de un punto

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a un punto a obviamente va a ser cero

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estrictamente balanzas tiende ese valor

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a ser por ejemplo six jazz pero el valor

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de frecuencia en un punto en ese

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específico punto va a ser que su

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contribución es deseo o tiende a cero es

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muy pequeña por lo tanto se habla de que

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debe tenerse de intervalos de energía

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más en el cambio si yo hablo de

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intervalo ser de este punto a este punto

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entonces si pueda pararlo y si puedo

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hablar de una contribución de todos esos

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valores de aspectos entonces esas nueve

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frecuencias que me contribuyen a mi

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función ok en resumen

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la densidad espectral de energía de una

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señal representa su energía por unidad

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de frecuencia yours / por hearst y

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muestra las contribuciones relativas de

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energía de las distintas componentes de

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frecuencia es decir si fuera con una

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gráfica como ésta estoy viendo que

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existen ciertos intervalos de frecuencia

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que contribuyen más que otros intervalos

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como estos aquí o estos de aquí las que

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más contribuyen serían estos eso es la

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densidad espectral que el área bajo la

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densidad despertar la energía

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proporciona la energía dentro de una

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banda de frecuencias de las puede

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obtener la frecuencia de por ejemplo en

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este punto a este punto bueno desde aquí

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el intervalo que yo sea de mi interés

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eso es con respecto a energía

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la densidad espectral de potencia ya

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vimos que la potencia promedio en el

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tiempo de una señal está dada por esta

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expresión que tenemos aquí ya nos la

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hemos visto varias ocasiones la

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operación descrita por esta ecuación es

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el promedio o la media vendiendo el

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autor bonito mismo quien atrás de el

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bronx el promedio del cuadrado de la

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señal ft

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esta cantidad se llama valor cuadrado y

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con medio de la señal ft designada ya

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sea dependiendo el autor algunos lo

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designan poniéndole una barrita efe

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cuadrada de té o poniéndola entre estos

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corchetes triangulares

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efe cuadrada a fin de cuentas ambas me

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designa exactamente lo mismo

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la potencia promedio en el tiempo de una

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señal es su valor cuadrática medio la

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densidad espectral de potencia vimos

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hace ratito de energía estas de potencia

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no confunda es la vamos a levantar este

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f de omega es una indicación de las

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contribuciones de potencia recordemos

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potencias relativas en diverso

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frecuencias esta función tiene unidades

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de potencia por hertz es decir watts

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sobre ejes y su integral da la potencia

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de la señal

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efe dt ok en forma matemática lo que

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acabo de decir es esta la integral la

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potencia por definición es igual a 1 / 2

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pib de la integral de menos infinita

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infinito s df diferencial de f vean que

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ahora está s df esta f cuadrada de t

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pasó a computar ser s d efe sf de omega

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diferencial dominga ok pero ambas nos

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van a dar la potencia su fin porque

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ahora sí ya la definimos como intensidad

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especial de potencia

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la densidad espectral de potencia efe sf

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de mega describe la distribución de la

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potencia en función de la frecuencia ok

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como la que tenemos y va a estar dada

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por esta expresión que tengo yo aquí

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marcada en rojo

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obviamente voy a tener diferentes

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valores y densidad espectral si tomo

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diferentes intervalos recordemos que una

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señal de potencia hemos dicho que una

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señal que su duración era infinita pero

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si podríamos acotar sus intervalos a

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ciertos valores podríamos también tener

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ciertos bajos siempre haciendo que este

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límite entendiera a infinito es decir

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dependiendo el valor de este límite de

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este periodo

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y si este periodo lo hacíamos que

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tendría infinito este valor va a atender

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a un valor numérico la energía

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la energía de la función aumenta o al

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menos no disminuye al crecer te falte

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este tengo otro que tengo aquí y este

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que por aquí y por lo tanto la cantidad

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efe td omega que está que tengo aquí en

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la parte de arriba de esta expresión

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se incrementa o al menos no disminuye al

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crecer te cuando te se hace muy grande

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las fluctuaciones debidas a los efectos

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de extremo en la integración se harán

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pequeños y la cantidad ft de omega

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elevado cuál va sobre ti puede entender

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a un límite en lo que lo hemos expresado

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aquí matemáticamente aquí está expresado

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con palabras este límite es la densidad

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espectral de potencia s de f

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todo esto que tengo aquí en azulito que

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es esta expresión que tengo aquí aquí de

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manera matemática aquí con palabras

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para señales periódicas esto es para

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señales continuas es bueno para señales

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más bien no periódicas para señales

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periódicas la necesidad de explicarle

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potencias s df de omega y es igual a dos

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tipos la sumatoria de cada una de los

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componentes de dicha señal multiplicados

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por un impulso unitario entiende el

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valor n de omega 0 porque la densidad

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espectral de potencia de una función

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periódica es una serie de funciones

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impulso con la que tenemos aquí cuyos

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pesos o áreas corresponden a cuadrado de

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la magnitud de los respectivos

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coeficientes de la serie de fourier

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estos efe dl son los coeficientes de la

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serie fría aquí ya estamos mezclando

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serie está sumando vamos a hacer un

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ejemplo pero tiempo con más claro

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vamos a hallar la densidad espectral de

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potencia sf iomega y la potencia de una

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señal periódica como la que tengo aquí

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efe dt 2 coseno de 7 si revisan los

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videos entidades van a ver que esta

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función ya la habíamos resuelto pero no

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vamos a resolver de otra manera

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ok solución esta es una señal periódica

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por lo tanto vamos a utilizar la

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definición que teníamos es ratitos es la

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misma de aquí de cdf igualados para la

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sumatoria de cada uno de los términos

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serie de fourier por los impulsos fn en

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la magnitud de los respectivos

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coeficientes de la serie de fourier de

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la señal ft

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los coeficientes de fourier ya los

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calculamos en varios vídeos parece que

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por sorpresa y era para f igual a menos

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uno era igual a uno y para eso igual a

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uno era igual a uno en los demás valores

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efe era igual a cero para cualquier

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valor que fuera diferente n igual a

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menos uno y uno por lo tanto la

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necesidad espectral de potencia que este

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omega es igual a 21 al cuadrado

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multiplicado por el impulso omega más

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suma 100 y más 21 al cuadrado de omega

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menos 106 aquí me faltaron valores

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designado en el 5 según zárate valor

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absoluto pero me da estos dos impulsos

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unitarios con amplitud 2 pi ubicados en

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menos 100 y más ciento omega es decir

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una señal como la que tengo yo aquí dos

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impulsos unitarios es a su densidad

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espectral de potencia dos impulsos

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unitarios ubicados en menos 100 y más

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siendo omega ambos con amplitud 2 y

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verán que se parece demasiado pero

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muchísimo a la transformada de fourier

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la potencia promedio pueda puede

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hallarse a través de este valor haciendo

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esto que yo tengo aquí que voy a hacer

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voy a obtener la potencia promedio que

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ya se hace a que utilice esta anotación

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pues esta otra es igual a 1 / 2 pila

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integral de la ciudad especial de

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potencia cual la densidad es porque la

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de potencia está que tengo aquí la

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sustituyó aquí en mi fórmula ya la

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sustituye en dos partes 1 / 2 pide menos

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incremento infinito 2 pi por el escalón

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por el programa se escalan por el

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impulso unitario me llama siguen

play11:11

diferenciando mega más 1 en 2 pitt menos

play11:14

infinito infinito 2 pib por el impulso

play11:17

unitario mega menos siente especial de

play11:19

conmigo ok

play11:22

como integró un impulso unitario a

play11:25

partir de la identidad yo sé que la

play11:26

unidad que el importe unitario tiene una

play11:30

área de igual a una amplitud igual de

play11:32

infinito y una era igual a 1 es decir la

play11:35

integral de menos uno de menos infinita

play11:37

infinito del impulso unitario ente es

play11:39

igual a 1

play11:40

entonces trasladando esto a las

play11:43

expresiones que yo tengo aquí entonces

play11:44

me va a quedar que la potencia es igual

play11:47

a 1 entre dos pies multiplicado por los

play11:48

pi a uno entre los pies multiplicados

play11:50

por los pin dos pi con dos pies más en

play11:53

unidad lo mismo aquí lo explico en dos

play11:55

piscinas y la unidad porque por lo tanto

play11:57

queda uno más uno es igual a dos watts

play12:00

la potencia de la ciudad es igual a dos

play12:02

watts algo que ya había calculado y que

play12:05

ya había obtenido nuevamente y que

play12:07

nuevamente puede este método me vuelve a

play12:09

salir

play12:10

vamos a ver algo que

play12:13

ahora sí

play12:14

es un poquito más laborioso

play12:18

qué son las funciones de correlación la

play12:21

función de correlación hay alguna

play12:24

operación en el dominio del tiempo

play12:25

equivalente a la densidad espectral de

play12:27

potencia en el dominio de la frecuencia

play12:30

lo que hicimos aquí que está en el

play12:32

dominio de omega todo está en el dominio

play12:34

de media si yo quisiera hacer algo así

play12:36

pero no en el dominio mega sin el

play12:38

dominio de telde del tiempo existe algo

play12:42

si existe se llaman funciones de

play12:43

coordinación vamos a verlo

play12:46

si suponemos que tomamos la transformada

play12:47

inversa de fourier de sf de omega y

play12:50

haciendo que la variable independiente

play12:52

sea tal que estamos en a malata entonces

play12:55

tengo si detalló por definición la voy a

play12:57

llamar la transformada inversa de

play12:59

fourier de mi densidad espectral donde

play13:03

esta ansiedad espectral sabemos que la

play13:05

transformada bueno ésta es igual a efe

play13:08

de omega por su conjugado elevado al

play13:11

cuadrado entonces

play13:13

esto es igual efe de omega usando

play13:16

convolución x la transformada de efe de

play13:20

conjugado aplicando el tema de inversión

play13:22

de tiempo bueno así lo tradujo está en

play13:25

tan reversal tienen

play13:27

para describir la transformada de

play13:30

fourier del con jugador de feroz mega es

play13:32

igual a la función efe - down

play13:38

a partir de esto los utilizan los

play13:40

siguiente del teorema de convolución

play13:42

tenemos que estar en facebook pero en

play13:44

fin de tal es igual a la función efe

play13:48

de taut x convulsionada por efe de menos

play13:52

tal porque lo mismo que la integral de

play13:55

menos infinito a infinito df de tao

play13:59

a esta opción

play14:03

es blanda

play14:08

aquí si ésta está slam ver entonces

play14:11

lambda estado diferencial de lambda es

play14:15

igual al límite de t infinito de temen

play14:17

usted efe de landa por efe de lambda ha

play14:20

estado diferencial está para una señal

play14:22

de energía

play14:25

esta expresión la que tengo aquí arriba

play14:27

se denomina como la función de auto

play14:30

correlación promedio en el tiempo para

play14:32

señales de energía y esta señal le dará

play14:35

algo muy importante

play14:37

la expresión asterisco que marque aquí

play14:39

da una medida de la semejanza o

play14:42

coherencia entre una señal y una versión

play14:45

con retardo de la misma señal

play14:49

porque me es importante es esta señal

play14:52

más su señal con un cierto retardo en

play14:56

sistemas de comunicaciones lo que quiero

play14:59

hacer es mandar una señal desde un punto

play15:01

a a un punto b y que la señal que tenga

play15:04

en el punto b se parezca lo más posible

play15:06

a la señal a y obviamente usted está va

play15:08

a tener un retardo que significa el

play15:11

tiempo que se tardó en propagarse hacia

play15:12

podemos radiado medio conocido por ambos

play15:14

pero yo quiero que sea igual y va a

play15:17

estar como dice aquí una medida de la

play15:20

semejanza y entre mejor más se parezcan

play15:23

quiere decir que mi sistema pues es

play15:24

mejor no le agregue mucho ruido ni mucha

play15:27

distorsión y mucho de todos por eso es

play15:30

importante la correlación que denzel o

play15:32

bien grabado porque me da una medida de

play15:35

la semejanza o coherencia entre una

play15:36

señal y una versión de la señal de

play15:39

retardo gestos para lo que respecta a

play15:40

señales de energía observe que si yo

play15:43

hago si igual a cero tengo yo la energía

play15:47

de la señal

play15:49

la función de auto correlación y la

play15:52

densidad espectral de energía son padres

play15:54

transformados de furia

play15:59

la función de auto correlación promedio

play16:02

en el tiempo que voy a llamar r de tau

play16:05

de una señal de potencia ft está

play16:09

definida de esta manera esta función de

play16:12

auto correlación es recta o es igual al

play16:14

promedio esto significan los corchetes

play16:17

que tengo

play16:17

efe + esa misma señal fr tarda un tiempo

play16:21

town por definición esto es igual al

play16:24

límite de t tendiendo a increíble

play16:26

período teniendo infinito de 1 / 2 t

play16:29

desde menos de hasta te ft

play16:33

por esa misma señal regresará para

play16:34

señales de potencia muy parecida hace

play16:38

ratito vimos para señales de energía

play16:40

ahora estamos viendo para señales de

play16:43

potencia ok si ft es periódica el tiempo

play16:47

por medio puede ser tomado sobre un solo

play16:50

periodo como lo habíamos hecho

play16:51

anteriormente en los ejercicios y

play16:53

entonces esta función de auto

play16:55

correlación es reeditado es igual a 1

play16:58

entre 0 la integral de este integral de

play17:00

ese promedio de ese periodo perdón

play17:03

por ese tema estado donde ft es

play17:07

periódica

play17:08

justo como jefe de eta o si era de eta o

play17:12

de ere de la función de auto correlación

play17:16

promedio del tiempo da una medida de la

play17:19

semejanza entre una señal de potencia

play17:21

del tiempo y en el tiempo de más tarde

play17:25

esa misma señal más esa misma compara

play17:28

esa señal con una señal retardar el

play17:30

tiempo de máster además la potencia

play17:33

promedio de la señal es así como hace

play17:36

ratito sacamos que para fi de 0 me daba

play17:39

la energía si yo con pago r de 0 me da

play17:43

la potencia promedio de la señal

play17:49

la función de auto correlación promedio

play17:51

en el tiempo y la densidad espectral de

play17:53

potencia están estrechamente

play17:55

relacionadas y dicha relación es

play17:58

descrita por un teorema perdonen mi

play18:00

pronunciación no sé ni siquiera que nos

play18:02

regresen estos señores winner winner

play18:05

kirchner perdón actualización otra vez

play18:08

el cual dice que la función de auto

play18:11

correlación promedio en el tiempo de una

play18:13

señal y su densidad espectral de

play18:15

potencia son padres transformadas de

play18:18

fourier ya no bien bueno aquí ya está un

play18:21

poco resumida esta sd efe es igual a

play18:24

transformada de la función de auto

play18:26

correlación total que viene dada por

play18:29

esta expresión que tengo aquí es la

play18:30

transformada fui y seré de estado es la

play18:33

transforma a la inversa de sd efe -

play18:37

bueno que viene de dos por éste es decir

play18:38

es igual un par transformada estudia

play18:40

quizás aquí no lo estoy llamando en

play18:42

tiempo efecto no estoy llamando cdt ni

play18:44

efe de omega lo estoy llamando y

play18:46

reeditados y sbf pero son funciones

play18:49

pares transformadas de fuera

play18:52

puedo algunos otros eslogan en función

play18:55

de omega pero siempre recordando que

play18:56

omega es igual a 2 piezas por lo tanto

play18:59

es igual a omega entre dos pinos ahora

play19:01

tenemos otro método para hallar la

play19:03

densidad despertar de potencia

play19:06

se determina primero la función de auto

play19:08

correlación y después la función la

play19:10

transformada de fourier si queremos

play19:12

saber la potencia a la necesidad

play19:15

especial de potencia de la función

play19:17

primero podemos determinar su auto

play19:19

correlación y después su transformada de

play19:21

fourier

play19:23

ya nos sacamos una transformada de

play19:25

fourier como el principio que

play19:28

propiedades

play19:28

esta función de auto correlación tiene

play19:31

ciertas propiedades 1 sílaba evaluó en 0

play19:35

r en 0 es igual al promedio este

play19:39

promedio y este es mayor o igual que el

play19:41

valor absoluto de rentado para está

play19:43

adaptado esto es un máximo absoluto de

play19:45

esto quiere decir que existe un máximo

play19:47

absoluto de retado ente igual a cero la

play19:50

segunda propiedad r - tau es igual al

play19:54

promedio de ft por efe - la combinación

play19:58

de estas dos el problema de convulsión

play20:00

es igual al reto

play20:01

esto es esta función r de tarde contó

play20:05

correlación es par 3 el límite de esta

play20:09

función de autocorrección cuando lo

play20:10

absoluto de taut tiende a cero es igual

play20:13

perdón al infinito es igual al promedio

play20:15

elevado al cuadrado siempre dt no

play20:18

contiene componentes periódicas 47 dt es

play20:22

periódica gente con periodo de 0

play20:24

entonces la función de correr

play20:27

es periódica en trago con periodos de

play20:30

cero la función de auto correlación

play20:32

promedio en tiempo de cualquier señal de

play20:34

potencia tiene una transformada de

play20:36

fourier que es no negativa

play20:40

terminar con él ya hagamos un ejemplo

play20:43

hay en la función de auto correlación

play20:46

estado de x nuevamente de la señal x2

play20:51

coseno de 100 dt también encuentre la

play20:55

densidad espectral de potencia y la

play20:57

potencia promedio de la señal ok vamos a

play21:01

obtener entonces primero la función de

play21:03

auto correlación la función de auto

play21:05

correlación viene dada por esta

play21:07

expresión que tengo yo aquí si x dt es

play21:10

periódica como es este caso es una

play21:12

función con 0 2 kos en o descendente

play21:14

entonces puedo ser tener que meterlo de

play21:18

uno al tercero de menos te deseo a

play21:20

crecer o de equis dt por esa misma

play21:21

función un tiempo dado

play21:23

diferencial de t

play21:26

entonces yo sé que x dt es igual a 2

play21:29

cosas no desciende t ok entonces x dt

play21:33

más un retardo tau es igual a 2 coseno

play21:37

desciende t por qué hasta hoy ya le

play21:40

estoy agregando a quien retardo lo que

play21:42

yo necesito si no estuvo aquí arriba es

play21:45

el producto de x de más esta función

play21:47

retardo es decir esto que yo tengo aquí

play21:49

por lo tanto x dt por x de tema estado

play21:52

es igual a 4 coseno desciende por coseno

play21:56

de 100

play21:57

dt estado nada más estoy multiplicando

play21:59

todavía más absolutamente nada sólo

play22:03

estoy multiplicando mis dos señales en

play22:04

tiempo y esa misma señal retardada

play22:07

usando la identidad trigonométricas jose

play22:11

de x por profesional que es igual a esto

play22:13

que tengo aquí

play22:15

voy a llegar

play22:17

a esta crítica todo este estrés o te

play22:21

coste no desciende por coser cosa no se

play22:24

siente por consciente de temas uno

play22:26

primero hago la sustitución va a quedar

play22:31

de esta manera hago sumas y restas donde

play22:34

tenga que hacerlas me queda de esta

play22:37

manera a fin de cuentas voy a llegar

play22:40

hasta aquí ya la revisen más

play22:41

concienzudamente ustedes le pone pausa y

play22:43

la ven a partir de esto entonces yo

play22:47

puedo obtener los valores omega t que es

play22:50

igualación de t

play22:52

por lo tanto omega es igual a 100 por lo

play22:54

tanto 2

play22:55

efe es igual a 100 esto implica que la

play22:59

frecuencia es igual a 100 entre 2 pi y

play23:01

el periodo va a ser igual a 2 pi entre

play23:05

100 ok

play23:06

entonces era editado simplemente estoy

play23:09

sustituyendo todavía mucho la integral

play23:11

nada más estoy sustituyendo los valores

play23:14

es 100 entre 2 x 4 un medio de la

play23:18

integral de menos pig entre 100 a pie

play23:20

entre 100 de coseno 200 t más bien de

play23:23

tabasco se no se sienta 2 diferencial de

play23:25

tabla separamos términos todavía lado la

play23:28

integral primero este término y luego

play23:31

este término que tengo aquí con 100 o

play23:32

200 temas esta diferencia del t y luego

play23:34

ya tenemos otro término tengo integral

play23:36

bueno aquí si resolvemos que

play23:37

prácticamente me queda acción entre pico

play23:39

ok

play23:40

hago la integral algo que me hace igual

play23:43

a 200 el tema siendo importante

play23:47

diferencia de votos entre tempestad

play23:48

integral aquí resuelva de integral me

play23:50

voy a quedar esto que tengo yo quinta si

play23:53

en el pp uno entre 200 en los 200 temas

play23:56

siendo integral de hacer con los límites

play23:58

de menos piscinas tapiz y el vasco se no

play24:00

se siente por tao de menos

play24:04

bien recién atrayentes y ya resolví las

play24:07

integrales

play24:08

resolvamos los límites

play24:11

los límites de esta manera una vez que

play24:14

nada malo está resolviendo en esta

play24:17

primera línea nada más estoy

play24:19

sustituyendo los límites vamos bien para

play24:21

no repetirlos todos aplicó el álgebra

play24:24

donde hay que aplicarle un poco de

play24:25

álgebra este reduzco términos me va a

play24:29

quedar esto que tengo aquí abajo

play24:32

esto sigue siendo un chorizo que a lo

play24:34

largo voy a aplicar identidades

play24:37

trigonométricas nuevamente yo sé que el

play24:40

seno de x es igual al seno de x por el

play24:44

costado y más menos el coche no de xe 9

play24:47

y aplicó todo esto tal que entonces me

play24:50

va a quedar que el seno de dos pick como

play24:52

las funciones que estaban aquí arriba

play24:53

seno de dos primas intentado me va a dar

play24:56

esto que tengo aquí se nombre picos en

play24:58

los de siempre de sienta o más cosas los

play25:00

dos pies sentados es decir 100 seno de

play25:03

siempre

play25:05

el seno de menos dos prismas siento que

play25:07

lo que tengo aquí en este mismo acá

play25:09

arriba me va a quedar seno de 100 por lo

play25:12

tanto así ya se reduce bastante apretado

play25:15

si entre p x 1 entre 200 de seno de

play25:19

ciento menos 60 o más 2 entre 5 seno de

play25:24

100 entre tablas

play25:28

esto

play25:30

si yo estoy haciendo esto va a dar 0

play25:33

porque se nos dé 100 esto va a ser

play25:36

entonces 100 enteros siendo entre 1

play25:39

entre 200 por 0 2 mil 300 que no se

play25:41

sienta 2

play25:43

hicieron sin consciencia nueva visión y

play25:46

me queda dos cocinas de cinta esta es la

play25:49

función de auto correlación ya hice la

play25:51

primera parte del problema

play25:54

ahora bien

play25:57

la densidad espectral de potencia la

play26:00

densidad espectral de potencia es esta

play26:02

sf la transformada de fourier en función

play26:06

de auto correlación que es la que tengo

play26:09

aquí acabo de calcular la función de su

play26:10

correlación que tengo yo aquí me va a

play26:12

dar mi densidad especial de potencia

play26:14

entonces ese df es igual a dos veces

play26:18

coseno de ciento porque dos veces

play26:24

aplicar linealidad y todas las

play26:26

propiedades de fourier entonces si yo sé

play26:29

de mi curso de fourier que la

play26:32

transformada de fourier de cocina de dos

play26:34

profesionales es igual a un medio de un

play26:38

impulso unitario ene efe cero y un medio

play26:40

de un impulso unitario en menos f cero

play26:43

entonces donde para este caso f cero es

play26:47

igual a 100 entre 2 pib

play26:48

entonces la transformada de fourier de

play26:51

100 coseno dt es igual a un medio del

play26:54

impulso unitario df - 100 entre dos pi

play26:57

más un medio del pulso pull sanitaria

play27:00

ubicado en f más

play27:03

100 entre 2 pib es decir micrófono por

play27:06

lo tanto 2

play27:08

efe con 100 es igual a dos pulsos

play27:10

unitarios con unidad con una amplitud de

play27:14

1 ubicados se ve mejor en esta gráfica

play27:18

en menos 100 entre 2 pib y 100 entre 2

play27:21

para que vean regresión grupo con el

play27:24

vídeo y van a ver que es exactamente la

play27:26

misma quizás hace ratito la pared que la

play27:28

sacamos en función del omega pero no

play27:31

está en función de f pero es lo mismo

play27:32

mientras recordamos que afe es igual o

play27:34

menos igual a 2 pf ésta es la densidad

play27:37

espectral de potencia obtenida primero a

play27:41

partir de la función de auto correlación

play27:42

y luego formando la franja más sacado la

play27:46

transformada de fourier ahora bien

play27:50

y si tenemos otro método para allá de la

play27:53

transformada la densidad espectral de

play27:55

potencia se determina primero la función

play27:57

de autocuración ya lo hicimos y después

play27:59

la transformada de fourier t también

play28:01

recuerden que había una propiedad para

play28:03

obtener la potencia promedio la potencia

play28:06

promedio en una señal era evaluarla

play28:09

simplemente entra o igual a cero es

play28:11

decir r igual a cero me va a dar la

play28:14

potencia promedio de la señal entonces

play28:16

valuando en el estado entrada igual a

play28:18

cero es decir el reeditado es igual a 2

play28:21

coseno de 100 de estado donde estaba es

play28:23

igual a cero entonces es igual a 2

play28:25

coseno de 100 por 0

play28:29

este 0 0 es igual a cero es uno entonces

play28:34

2 por 1 2

play28:35

la potencia es igual a 2 watts

play28:38

con esto ya tenemos muchas muchas formas

play28:41

de evaluar y encontrar la potencia

play28:43

dependiendo del tipo de información que

play28:45

queramos obtener sobre una misma señal

play28:48

pueden ver los vídeos ya sacamos como

play28:50

seis veces la potencia de una señal dos

play28:52

cosenos de omega dos cosas no se sienten

play28:54

y todas nos han conllevado al mismo

play28:56

resultado y todas podemos partir de

play28:59

tener información un poco diferente

play29:02

sobre si cuando la

play29:06

cómo son sus componentes contra

play29:08

potencias está construyendo cada una del

play29:09

intervalo de frecuencia etc

play29:12

todas ellas son herramientas que me

play29:13

permiten evaluar la potencia de una

play29:16

silla nos vamos

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