Subjects señales y sistemas

Convolucion Circuito 309De0

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Convolucion Circuito 309De0


1. **Planteamiento del problema:** Se nos pide calcular la convolución entre la señal de entrada (onda cuadrada amarilla) y la respuesta del circuito que produce la señal de salida (onda senoidal verde). La convolución es una operación matemática que nos permite determinar la salida de un sistema lineal e invariante en el tiempo (LTI) dado su entrada y su respuesta al impulso. 2. **Fórmula de la convolución:** La salida $y(t)$ de un sistema LTI se calcula como $$y(t) = (x * h)(t) = \int_{-\infty}^{\infty} x(\tau) h(t - \tau) d\tau$$ donde $x(t)$ es la señal de entrada y $h(t)$ es la respuesta al impulso del sistema. 3. **Identificación de señales:** La entrada $x(t)$ es la onda cuadrada amarilla y la salida $y(t)$ es la onda senoidal verde. Para encontrar la respuesta al impulso $h(t)$, debemos conocer o estimar la función que relaciona la entrada con la salida. En circuitos RC o RLC, la respuesta al impulso suele ser una función exponencial o senoidal amortiguada. 4. **Análisis del circuito:** Los componentes dados son capacitores de 3300uF, 0.1uF, 1uF, resistencias de 470 ohm y 10k ohm, y una tolerancia del 5%. Esto sugiere un filtro o circuito que modifica la forma de la señal de entrada. 5. **Procedimiento para la convolución:** - Obtener o estimar $h(t)$ a partir de la respuesta del circuito (por ejemplo, mediante análisis de la función de transferencia o medición). - Expresar $x(t)$ y $h(t)$ en forma matemática. - Calcular la integral de convolución $$y(t) = \int_{-\infty}^{\infty} x(\tau) h(t - \tau) d\tau$$. 6. **Interpretación:** La convolución combina la forma de la entrada con la respuesta del sistema para producir la salida observada (onda verde). La diferencia en amplitud y forma entre la entrada y salida se explica por la respuesta del circuito. 7. **Conclusión:** Para resolver la convolución con precisión, se requiere conocer o modelar $h(t)$ del circuito. Sin embargo, conceptualmente, la salida verde es la convolución de la entrada amarilla con la respuesta al impulso del circuito, que depende de los componentes dados. **Respuesta final:** La salida $y(t)$ es la convolución de la entrada $x(t)$ (onda amarilla) con la respuesta al impulso $h(t)$ del circuito, calculada mediante $$y(t) = \int_{-\infty}^{\infty} x(\tau) h(t - \tau) d\tau$$. Para un análisis detallado, se debe obtener la función $h(t)$ basada en los componentes y luego realizar la integral de convolución.