Componentes y Funcionamiento de Sistemas de Comunicación Electrónicos

Componentes de un Sistema de Comunicación

Un sistema de comunicación está compuesto por los siguientes elementos:

Fuente: Origen de la información.
Transductor de entrada: Convierte el mensaje en una señal eléctrica variable.
Transmisor: Adapta y envía el mensaje a través del canal. La modulación es clave para una transmisión eficiente, acoplando la señal a las propiedades del canal mediante una onda portadora.
Canal de transmisión: Enlace físico entre el transmisor y el receptor (par de alambres, cable coaxial, onda de radio, rayo láser). Se caracteriza por la atenuación, que es la disminución de la potencia de la señal con la distancia.
Receptor: Extrae la señal del canal, la amplifica y la entrega al transductor de salida.
Transductor de salida: Convierte la señal eléctrica en la forma original del mensaje.
Destino: Recibe la información.

Contaminaciones y Ruido en la Transmisión

Contaminaciones

Durante la transmisión, pueden ocurrir efectos no deseados:

Atenuación: Pérdida de intensidad de la señal debido a imperfecciones del medio.
Distorsión: Alteración de la forma de la señal por una respuesta imperfecta del canal. Puede ser armónica o de intermodulación.
Interferencia: Contaminación por señales extrañas, generalmente artificiales (diafonía).
Ruido: Señales aleatorias e impredecibles de tipo eléctrico, internas o externas al sistema.

Tipos de Ruido

Ruido Correlacionado: Producido por no linealidades en los dispositivos (distorsión armónica e intermodulación).
Ruido No Correlacionado:
- Externo:
  - Ruido atmosférico (descargas eléctricas)
  - Ruido extraterrestre (vía láctea, sol)
  - Ruido industrial (motores, generadores, lámparas)
- Interno:
  - Ruido de disparo (llegada aleatoria de electrones)
  - Ruido de tiempo de tránsito (movimiento de portadores)
  - Ruido térmico (agitación térmica de electrones)

Fuentes de Ruido

Entre las fuentes de ruido se encuentran: la red eléctrica, variaciones de temperatura, golpes y vibraciones, conexiones defectuosas, motores, conmutación de sistemas digitales, escobillas de motores, descargas de arco, lámparas de descarga y equipos de soldadura.

Amplificadores

Incrementan la intensidad de corriente, tensión o potencia de una señal. Requieren una fuente de alimentación externa.

Tipos de Amplificadores

Clase A: Muy lineales, baja distorsión, alto consumo de energía, baja eficiencia. Uso en audio de alta gama.
Clase B: Mayor eficiencia, distorsión en señales pequeñas. Uso en telefonía y sistemas de aviso.
Clase C: Alta eficiencia, solo conducen en parte del ciclo. Uso en radiofrecuencia.
Clase AB: Combinación de clases A y B, alta eficiencia y calidad. Uso en etapas de potencia de audio.
Clase D: Basados en conmutación, alta eficiencia, tamaño reducido. Requieren un filtro de salida.

Osciladores

Circuitos que generan señales repetitivas (senoidales, cuadradas, triangulares).

Tipos de Osciladores

Oscilador Armónico: Genera señales senoidales mediante realimentación positiva. Ejemplos: LC, Colpitts, RC, Puente de Wien.
Oscilador de Relajación: Genera señales no senoidales basadas en la carga y descarga de un condensador.

Control Automático de Ganancia (CAG)

Regula la amplitud de la señal de salida, reduciéndola para señales fuertes y aumentándola para señales débiles.

Control Automático de Frecuencia (CAF)

Mantiene fija la frecuencia de una señal u oscilador, utilizando diodos varactores.

Phase-Locked Loops (PLLs)

Circuitos que controlan la frecuencia y fase de un oscilador mediante una señal externa. Aplicaciones: sintetizadores de frecuencia, rastreo de frecuencia, demodulación de FM y FSK.

Sintetizadores de Frecuencia

Instrumentos que generan un conjunto discreto de frecuencias estables a partir de una frecuencia de referencia.

Clasificación de Sintetizadores

Sintetizador Directo: Genera frecuencias mediante operaciones aritméticas y filtrado.
Sintetizador Indirecto: Utiliza PLLs para mantener la frecuencia de un oscilador controlada por tensión en fase con la referencia.

Mezclador de Frecuencia

Circuito no lineal que combina dos señales de diferentes frecuencias, produciendo la suma, la diferencia y las señales originales. Se utiliza para la conversión de frecuencias en sistemas de transmisión.