Señales Eléctricas
Señales: El concepto de señal se refiere a la variación de alguna magnitud física con el tiempo. Como se trata de señales electrónicas, esas magnitudes serán tensión y corriente. En caso de ser electromagnéticas serán campo eléctrico y campo magnético.
Esa variación puede corresponder con cualquier otra variación que sea de nuestra utilidad.
Clasificación de las Señales
Las señales se clasifican en:
- Señales analógicas: son señales de variación continua en intensidad o amplitud en el tiempo.
- Señales digitales: adquieren uno o dos valores a través del tiempo.
Pueden ser periódicas o aperiódicas. Una señal es periódica si completa un patrón dentro de un marco de tiempo medible, denominado periodo. Si no cumple esta condición será aperiódica.
Parámetros de una Señal Periódica
Los parámetros de una señal periódica son:
- Amplitud pico a pico
- Frecuencia
- Periodo
- Fase
- Valor medio
- Valor eficaz
Amplitud de pico: es el valor máximo que tiene la señal.
Pico a pico: es la diferencia entre el valor máximo y el valor mínimo.
Valor eficaz: es el valor equivalente al de una señal continua constante capaz de desarrollar la misma potencia que la señal periódica.
Valor medio: es el promedio de todos los valores de una señal tomados en un ciclo.
Fase: cuando una señal es comparada con una referencia es posible observar un corrimiento horizontal, se denomina ángulo de fase o simplemente fase al valor de este corrimiento medido en grados sexagesimales o radianes.
Periodo: se refiere a la cantidad de tiempo en segundos que necesita una señal para completar un ciclo.
Frecuencia: indica el número de periodos en un segundo.
Señales Puras y Compuestas
Las señales periódicas cuya forma es puramente senoidal, se denominan puras, pues poseen una única frecuencia propia, en cambio las demás que no son senoidales, están compuestas por un número infinito de señales puras.
Cualquier señal periódica puede descomponerse en muchas señales senoidales puras, cada una de las cuales tiene una amplitud, frecuencia y una fase determinada, es decir: una señal compuesta, no pura, de x amplitud y frecuencia, es la suma de una colección de señales puras.
Hipótesis de Fourier
ESTA ES LA HIPÓTESIS DE FOURIER.
La suma de todas las señales puras da como resultado la señal compuesta de la que se partió. Así podemos ver que una señal compuesta está formada por varias puras, de distintas frecuencias. Si se pierde información y llega otra señal de la que partió, se denomina distorsión.
Cada señal pura que compone a la compuesta, tiene una frecuencia determinada y se la denomina armónico. El primer armónico de la señal compuesta se lo llama fundamental.
El ancho de banda de una señal compuesta nos da una idea de la cantidad de información que transporta esa señal y del tamaño del paquete de señales.
Sistemas de Comunicación
Elementos de un Sistema de Comunicaciones
Sistemas de comunicación:
El método más rápido, eficiente y de mayor cobertura es la transmisión y recepción de mensajes en forma eléctrica.
Un sistema de comunicación es aquel que logra transmitir información de un punto llamado fuente a otro denominado destino.
DIBUJO DE LA PÁGINA 2.
Transductor de Entrada
El mensaje puede ser producido por máquinas o por el hombre y no es de naturaleza eléctrica.
El transductor es el encargado de convertir cualquiera de estos mensajes en una señal eléctrica equivalente. Es conveniente convertir las señales de información en señales electrónicas.
Transmisor
Adapta el mensaje ya convertido en señal eléctrica al medio de transmisión. Implica un proceso de modulación.
Medio de Transmisión o Canal
Es el lazo entre el transmisor y el receptor.
- Atenuación: reduce el valor de la señal y puede hacerla tan pequeña como el ruido.
- Distorsión: es el resultado de la respuesta imperfecta de un sistema a la señal misma.
- Interferencia: Es la contaminación debida a señales externas de la misma naturaleza que el mensaje que queremos transmitir.
- Ruido: cuando un electrón tiene energía térmica, producirá un voltaje aleatorio conocido como ruido térmico.
Receptor
Tiene como función rescatar la señal del medio de transmisión y realizar las operaciones inversas del transmisor con la finalidad de obtener el mensaje.
Transductor de Salida
Normalmente el destino de las transmisiones es el hombre o una máquina, por lo tanto es necesario convertir la señal eléctrica.
Clasificación de los Medios de Transmisión y Sistemas de Comunicación
Medios Guiados
En los medios guiados la información sigue una ruta específica entre el emisor y el receptor.
Medios No Guiados
Los medios no guiados son aquellos donde la información se envía en todas direcciones y el receptor se ubica en algún punto donde aún sobreviva la señal proveniente del emisor.
Sistemas Dúplex
Permiten el envío y recepción de datos en simultáneo.
- Frecuencias separadas
- Cables separados
Sistemas Semidúplex
Es una conexión en la que los datos fluyen en una u otra dirección, pero no las dos al mismo tiempo. Con este tipo de conexión, cada extremo transmite uno después del otro.
Sistemas Simplex
Solo permiten la transmisión en un solo sentido.
Sistemas de Comunicación por Radio
Principio de la radiación electromagnética: Recalca, según las ecuaciones de Maxwell, que un campo eléctrico oscilante, genera uno magnético oscilante y este a su vez genera otro campo eléctrico oscilante y este efecto se repite en el tiempo. Estos se desplazan por el espacio generando lo que se conoce como ondas electromagnéticas, transportando energía pero no materia.
Si logramos de alguna forma transformar nuestras señales electrónicas de tensión o corriente en variaciones de campo eléctrico y magnético se formará una onda E.M. que se moverá desde el emisor hasta el receptor sin necesidad de cables.
Longitud de Onda
Es la distancia que recorre la onda en un periodo, se la denota con la letra lambda (λ) y se mide en metros.
Velocidad de Propagación
Es la velocidad con la que viaja la onda, en el vacío es la velocidad de la luz.
Siempre es la misma para un mismo medio.
Antenas
Convierten la energía eléctrica de las señales en energía electromagnética adecuada. El largo de la antena debe ser de un cuarto de la longitud de onda a transmitir.