Fourier, análisis de – ventana temporal

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Fourier, análisis de – ventana temporal
TemaAnálisis de señales
SubtemaVentana temporal
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Una ventana es una función matemática que se emplea en el análisis y muestreo de señales por computadora. Dado que las señales a analizar deben ser reales, es decir, no podemos analizar una sinusoide ya que en teoría es infinita, previamente debemos aplicar la Transformada discreta de Fourier o DFT (discrete Fourier transform), herramienta matemática que nos permite delimitar un intervalo de tiempo finito, y pasar del dominio del tiempo al dominio de frecuencia de la señal. Una vez hecho esto, multiplicamos la señal por la función ventana y obtenemos de este modo los primeros segundos de ese intervalo, lo que nos permite analizar detalladamente los componentes de dicha señal. Dicho proceso se denomina windowing.

Las ventanas tienen tres propiedades: un ancho de lóbulo principal, un nivel de lóbulos laterales y una pendiente de caída. Cuanto mayor es el lóbulo principal, menor va a ser el nivel de lóbulos laterales.

Existen distintos tipos de ventana, y el uso de una u otra va a depender del tipo de señal a analizar, del parámetro al que se considere prioritario analizar, y en algunos casos de las posibilidades que brinde el equipo empleado para realizar tal análisis.

La ventana rectangular es utilizada comúnmente para analizar las señales transitorias . Para analizar el contenido espectral de una señal, se utiliza normalmente la ventana de Hann, ya que si bien su lóbulo principal tiene un ancho que es el doble del de la ventana rectangular, sus lóbulos laterales caen rápidamente, lo que permite resolver componentes frecuenciales cercanas. Si se desea medir la amplitud de una señal, es conveniente usar una ventana flat-top, la cual presenta un amplio lóbulo principal, y por ende la amplitud del pico espectral es muy precisa.


Ejemplo de gráfico de Ventana Rectangular.
Ejemplo de gráfico de Ventana Flat-top.
Ejemplo de gráfico de Ventana de Hann.
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Comparación de distintos tipos de ventana, tanto en el dominio de tiempo, como en el de frecuencia. Extraído de Fundamentos del Análisis de Fourier, por Camilo José Carrillo González. Departamento de Enxeñería Eléctrica. Escola Técnica Superior de Enxeñeiros Industriáis. Universidade de Vigo. Vigo, 2003 .