¿Qué es un Analizador por Transformada Rápida de Fourier (FFT)?
Un analizador por transformada rápida de Fourier (FFT) es un instrumento que realiza una transformada rápida de Fourier (FFT).
Los analizadores por transformada rápida de Fourier (FFT) pueden utilizarse para identificar las causas de las vibraciones y encontrar formas de reducirlas. Los analizadores FFT se utilizan principalmente para observar los componentes de frecuencia de las señales de baja frecuencia.
Usos de los Analizadores por Transformada Rápida de Fourier (FFT)
Los analizadores por transformada rápida de Fourier (FFT) se utilizan principalmente para analizar las vibraciones de máquinas, equipos y edificios. Los captadores de aceleración se fijan al objeto que se va a medir, se convierten en una señal eléctrica, se introducen en el analizador por transformada rápida de Fourier (FFT) y los componentes de frecuencia se analizan mediante procesamiento aritmético.
Se pueden comprobar las frecuencias de vibración y resonancia emitidas por máquinas y edificios, y reforzar la estructura o suprimir las vibraciones para evitar fallos por fatiga. Otra aplicación es la detección de la rotación irregular de los motores. El análisis FFT de las vibraciones al girar el motor puede revelar la fuente de la vibración, por ejemplo, si vibra el eje giratorio del motor (rotor) o si vibran los engranajes y cojinetes.
La FFT también se utiliza en el análisis del habla. Puede utilizarse para identificar zonas de sonido producidas por personas o instrumentos, o para analizar la frecuencia del ruido y determinar el lugar y el equipo del que emana. En este caso, se utiliza un micrófono para hacer pasar el sonido a través de un amplificador, que convierte y amplifica la señal y realiza el análisis FFT.
Otro ámbito en el que se utiliza la FFT actualmente es el del desarrollo de equipos de oficina y electrodomésticos. Por ejemplo, se utiliza para evaluar el silencio de los productos y estudiar las fuentes de ruido y sus contramedidas. También se utiliza para identificar las fuentes de ruido de las señales de baja frecuencia, por lo que también se utiliza y aplica en la reducción del ruido de los productos que manejan señales de frecuencia.
Principio del Analizador por Transformada Rápida de Fourier (FFT)
La transformada rápida de Fourier (FFT) se basa en la teoría de las series de Fourier propuesta por el matemático francés Fourier. La teoría de las series de Fourier establece que cualquier forma de onda compleja con periodicidad puede representarse mediante una serie de ondas sinusoidales (sen) y cosenoidales (con) simples.
En general, no se sabe hasta qué punto la señal real que se va a medir es periódica. Por lo tanto, la transformada de Fourier corta una cantidad adecuada de tiempo de la forma de onda observada y asume que la forma de onda cortada es una señal que se repite infinitamente. En los primeros tiempos de la transformada de Fourier, su cálculo requería un enorme número de multiplicaciones.
Sin embargo, J.W. Turkey y J.W. Cooley propusieron un método para reducir el número de cálculos llevando el número de datos a la enésima potencia de 2. Por ejemplo, si el número de datos es 1024, el número de cálculos se reduce de 1024 x 1024 = 1.048.576 veces a 10.240 veces. Este método se denomina Transformada Rápida de Fourier (FFT) y FFT es su acrónimo.
Una forma de onda típica puede representarse mediante tres parámetros: amplitud, frecuencia (o periodo) y fase (diferencia de tiempo). Aplicando la FFT a este principio y utilizando un Analizadores por Transformada Rápida de Fourier (FFT), una señal de forma de onda de entrada con el tiempo en el eje horizontal se transforma en un gráfico en el que el eje horizontal representa la frecuencia y el eje vertical la amplitud de la forma de onda en cada frecuencia.
Otra Información sobre el Analizador por Transformada Rápida de Fourier (FFT)
1. Diferencias entre Analizadores por Transformada Rápida de Fourier (FFT) y Analizadores de Espectro
La primera diferencia entre un analizador por transformada rápida de Fourier (FFT) y un analizador de espectro es el rango de frecuencias que pueden manejar: un analizador por transformada rápida de Fourier (FFT) maneja señales de baja frecuencia desde CC hasta 100 kHz. Los analizadores de espectro, en cambio, manejan una gama de frecuencias muy amplia, de 10 kHz a 10 GHz.
Algunos modelos recientes pueden tratar señales de CC a 50 GHz. Otra diferencia de uso es que los analizadores por transformada rápida de Fourier (FFT) se utilizan cuando no se sabe qué componentes de frecuencia están presentes, mientras que los analizadores de espectro se utilizan para analizar los componentes de frecuencia de señales de alta frecuencia conocidas (teléfonos móviles y transmisores WiFi).
Además, si nos fijamos en la diferencia entre ambos en cuanto a la estructura del equipo, los analizadores de espectro constan convencionalmente de circuitos analógicos, mientras que los analizadores por FFT utilizan convertidores AD para digitalizar las formas de onda obtenidas y, a continuación, realizan un proceso de transformada rápida de Fourier para calcular la distribución de la intensidad de frecuencia.