SEÑALES

Señal

Es un signo, un gesto u otro tipo que informa o avisa de algo. La señal sustituye por lo tanto a la palabra escrita o al lenguaje. Ellas obedecen a convenciones, por lo que son fácilmente interpretadas.

Cuando se trata de símbolos, las señales están colocadas en lugares visibles y están realizadas normalmente en diversos colores y formas. En el caso de los gestos, son hechas por las personas mediante las manos y los brazos. También hay indicaciones consistentes en banderas, utilizadas sobre todo en la navegación marítima, y señales luminosas, como las de los faros en las costas.

Así mismo, una señal puede ser también la variación de una corriente eléctrica u otra magnitud física que se utiliza para transmitir información. Por ejemplo, en telefonía existen diferentes señales, que consisten en un tono continuo o intermitente, en una frecuencia característica, que permite conocer al usuario en qué situación se encuentra la llamada.

Ejemplos:

• El ordenador.

• El Cdrom y los equipos de música.

• El teléfono y otros equipos de comunicaciones.

Tipos de Señales

1. Señales continuas:

Es una señal que puede expresarse como una función cuyo dominio se encuentra en el conjunto de los números reales, y normalmente es el tiempo. La función del tiempo no tiene que ser necesariamente una función continua.

La señal es definida sobre un dominio que puede ser o no finito, sobre el cual a cada posible valor del dominio le corresponde un único valor de la señal. La continuidad de la variable del tiempo implica que el valor de la señal puede precisarse para cualquier punto arbitrario del tiempo perteneciente al dominio.

Ejemplos:

• Una Señal de voz como una función del tiempo.

• Presión atmosférica como una función de la altura.

• Presión 

• Movimientos mecánicos. 

2. Señales Discretas:

Una señal discreta es una señal discontinua que está definida para todos los puntos de un intervalo determinado del conjunto de los números enteros. Su importancia en la tecnología es que, los computadores y microchips que son utilizados en este nuevo mundo "Digital" en el que vivimos, sólo manejan señales discretas.

Ejemplos:  

   

• El rebotar de una pelota al caer libremente

• El pulso cardíaco

Señal en tiempo discreto (Muestreo):

Es una señal definida sólo en valores discretos de tiempo(variable independiente t cuantificada).En una señal en tiempo discreto, si la amplitud puede adoptar valores en un intervalo continuo,entonces la señal se denomina señal de datos muestreados. Ésta es una señal de pulsos modulada en amplitud.

Muestreo:

Es el que extrae valores de la señal de entrada y la salida es una señal de tiempo discreto. En ocasiones, las señales ocurren naturalmente y no hay señal de tiempo que muestrear. También el muestreo puede ser una muestra de la señal pero de forma o en discreto.

Muestrear una señal continua x(t) implica representar a x(t) en un número discreto de puntos,    t = nT, donde T es el periodo de muestreo, el cual es el tiempo entre muestras, y n es un entero que establece la posición en tiempo de cada muestra. El proceso se ilustra en la figura 13.1, la cual gráfica un conjunto de muestras tomadas de una señal de tiempo continuo. 

Con el objeto de extraer muestras de x(t), la llave muestreadora cierra brevemente cada T segundos. Esto produce muestras que tienen el valor de x(t) cuando la llave se cierra y un valor nulo cuando la llave está abierta. Para que el proceso de muestreo sea útil, habrá que tener la capacidad de reconstruir la señal x(t) a partir de las muestras.

Ejemplos:

• Eliminando el ruido atravez de obtención de muestras.

• Los datos obtenidos por una computadora. Sin embargo, lo común es que las señales de tiempo discreto se originen en señales de tiempo continuo.
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Modulación:

Onda portadora, típicamente una onda sinusoidal. Estas técnicas permiten un mejor aprovechamiento del canal de comunicación lo que posibilita transmitir más información en forma simultánea además de mejorar la resistencia contra posibles ruidos e interferencias. Básicamente, la modulación consiste en hacer que un parámetro de la onda portadora cambie de valor de acuerdo con las variaciones de la señal moduladora, que es la información que queremos transmitir.

Ejemplos:

 FM, AM

Multiplexación:

Es la combinación de dos o más canales de información en un solo medio de transmisión usando un dispositivo llamado multiplexor. El proceso inverso se conoce como demultiplexación. Un concepto muy similar es el de control de acceso al medio. Multiplexor se utiliza como dispositivo que puede recibir varias entradas y transmitirlas por un medio de transmisión compartido. Para ello lo que hace es dividir el medio de transmisión en múltiples canales, para que varios nodos puedan comunicarse al mismo tiempo.

Ejemplos:

• Tecnología xDSL (Digital Subscriber Line)  Esta familia de protocolos permiten transmisiones sobre un par de cobre típico (última milla de abonado telefónico) con velocidades de hasta 52Mbps. Se idearon para soportar video bajo demanda y TV interactiva.

• ADSL (Asymetric Digital Subscriber Line)  Download hasta 8Mbps - Upload 0.8 Mbps  Lazo local de abonado: 1 Km = 8Mbps, 5Km = 2Mbps La velocidad máxima real depende de la distancia entre el abonado y la central de conmutación, la sección del cable y las interferencias.  Elimina la necesidad de instalar fibra óptica en el bucle de abonado para suministrar servicios de alta velocidad.

Amplitud:  

Es el desplazamiento máximo con respecto a la posición de equilibrio. La cantidad de energía en una onda depende la amplitud. En física la amplitud de un movimiento oscilatorio, ondulatorio o señal electromagnética es una medida de la variación máxima del desplazamiento u otra magnitud física que varía periódica o cuasiperiódicamente en el tiempo. Es la distancia entre el punto más alejado de una onda y el punto de equilibrio o medio.

Ejemplos:

• Amplitud modulada (AM) es un tipo de modulación no lineal que consiste en hacer variar la amplitud.

• SNA (Scalar Network Analyzer) – Analizador de redes escalar, mide propiedades de amplitud solamente

Frecuencia:

Es la medida de cuán frecuentemente el punto completa un ciclo de su movimiento. En otras palabras, la frecuencia es el número de ciclos de las ondas, completado por un punto a través de la onda en un periodo de tiempo. La frecuencia de la onda está relacionada con el periodo de la onda.

Ejemplos:

• Cuando las ondas viajan de un medio a otro, como por ejemplo de aire a agua, la frecuencia de la onda se mantiene constante, cambiando sólo su longitud de onda y la velocidad.

•  La distribución de contenido multimedia.

Fase:

Indica la situación instantánea en el ciclo, de una magnitud que varia cíclicamente.Tambien indica la situación instantánea en el ciclo, de una magnitud que varía ciclicamente, siendo la fracción del periodo transcurrido desde el instante correspondiente al estado tomado como referencia. Podemos representar un ciclo en un círculo de 360º, diciendo que "fase" es la diferencia en grados entre un punto dentro de este círculo y su comienzo, una rotación de 360º es equivalente a un ciclo completo.

Ejemplos:

• VNA (Vector Network Analyzer) – Analizador de redes vectoriales, mide propiedades de y fase amplitud.

Módulos de pulsos:

Una señal en la que se modifica el ciclo de trabajo de una señal periódica, ya sea para transmitir información a través de un canal de comunicaciones o para controlar la cantidad de energía que se envía a una carga.

de una señal o fuente de energía es una técnica en la que se modifica el ciclo de trabajo de una señal periódica (una senoidal o una cuadrada, por ejemplo), ya sea para transmitir información a través de un canal de comunicaciones o para controlar la cantidad de energía que se envía a una carga.

El ciclo de trabajo de una señal periódica es el ancho relativo de su parte positiva en relación con el período. Expresado matemáticamente:

D es el ciclo de trabajo

 es el tiempo en que la función es positiva (ancho del pulso)

T es el período de la función

La construcción típica de un circuito PWM se lleva a cabo mediante un comparador con dos entradas y una salida. Una de las entradas se conecta a un oscilador de onda dientes de sierra, mientras que la otra queda disponible para la señal moduladora. En la salida la frecuencia es generalmente igual a la de la señal dientes de sierra y el ciclo de trabajo está en función de la portadora.

La principal desventaja que presentan los circuitos PWM es la posibilidad de que haya interferencias generadas por radiofrecuencia. Éstas pueden minimizarse ubicando el controlador cerca de la carga y realizando un filtrado de la fuente de alimentación.

Ejemplos:

• La modulos de pulsos es una técnica utilizada para regular la velocidad de giro de los motores eléctricos. Mantiene el par motor constante y no supone un desaprovechamiento de la energía eléctrica.

Medios de transmisión:

Los medios de transmisión, dependiendo de la forma de conducir la señal a través del medio o soporte físico, se pueden clasificar en dos grandes grupos:

• medios de transmisión guiados o alámbricos.
• medios de transmisión no guiados o inalámbricos.

1. Guiados:

Los medios de transmisión guiados están constituidos por un cable que se encarga de la conducción de las señales desde un extremo al otro.
Las principales características de los medios guiados son el tipo de conductor utilizado, la velocidad máxima de transmisión, las distancias máximas que puede ofrecer entre repetidores, la inmunidad frente a interferencias electromagnéticas, la facilidad de instalación y la capacidad de soportar diferentes tecnologías de nivel de enlace.

Ejemplos:

• El cable coaxial se compone de un hilo conductor, llamado núcleo, y una lámina externa, separados por un dieléctrico o aislante.
• El cable de par trenzado consiste en un conjunto de pares de hilos de cobre, conductores cruzados entre sí, con el objetivo de reducir el ruido de diafonía.
• La fibra óptica es un enlace hecho con un hilo muy fino de material transparente de pequeño diámetro y recubierto de un material opaco que evita que la luz se disipe.

2. No Guiados:

Son las que no confinan las señales mediante ningún tipo de cable, sino que las señales se propagan libremente a través del medio. Entre los medios más importantes se encuentran el aire y el vacío.

Tanto la transmisión como la recepción de información se lleva a cabo mediante antenas. A la hora de transmitir, la antena irradia energía electromagnética en el medio. Por el contrario en la recepción la antena capta las ondas electromagnéticas del medio que la rodea.

Ejemplos:

• Señal de microondas además de su aplicación en hornos microondas, las microondas permiten transmisiones tanto con antenas terrestres como con satélites Infrarrojo.

• Bluetooth redes inalámbricas que facilitan la sincronización de datos entre equipos personales.

• Wifi  un conjunto de redes que no requieren de cables y que funcionan en base a ciertos protocolos previamente establecidos.