SISTEMAS Y SEÑALES

 SISTEMAS Y SEÑALES

Una señal es cualquier fenómeno que puede ser representado de manera cuantitativa mediante una función continua (cuyo dominio es los números reales) o discreta (cuyo dominio es los números enteros). Como ejemplos de señales se tienen: La variación de la presión de aire a la salida de un parlante. La variación de la intensidad electromagnética que llega a una antena receptora. La variación de la temperatura máxima tomada diariamente. Los colores de una imagen digitalizada (pixeles).

 
SEÑALES CONTINUAS:

Una señal contínua es una señal "suave" que está definida para todos los puntos de un intervalo determinado del conjunto de los números reales. Por ejemplo, la función seno es un ejemplo continuo, como la función exponencial o la función constante. Una parte de la función seno en el rango de tiempos de 0 a 6 segundos también es contínua. Si deseamos ejemplos de la naturaleza tenemos la corriente, el voltaje, el sonido, la luz, etc.

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, solo manejan señales discretas. Una señal discreta en la naturaleza podria ser el pulso cardiaco, el rebotar de una pelota al caer libremente, etc.

 
SEÑALES ANALOGAS:

Son variables eléctricas que evolucionan en el tiempo en forma análoga a alguna
variable física. Estas variables pueden presentarse en la forma de una corriente, una
tensión o una carga eléctrica. Varían en forma continua entre un límite inferior y un
límite superior. Cuando estos límites coinciden con los límites que admite un determinado dispositivo, se dice que la señal está normalizada.  La ventaja de trabajar con se-
señales normalizadas es que se aprovecha mejor la relación señal/ruido del dispositivo.

SEÑALES DIGITALES:

Son variables eléctricas con dos niveles bien diferenciados que se alternan en el
tiempo transmitiendo información según un código previamente acordado. Cada nivel
eléctrico representa uno de dos símbolos: 0 ó 1, V o F, etc. Los niveles específicos dependen del tipo de dispositivos utilizado. Por ejemplo si se emplean componentes de la
familia lógica TTL (transistor-transistor-logic) los niveles son 0 V y 5 V, aunque cualquier valor por debajo de 0,8 V es correctamente interpretado como un 0 y cualquier
valor por encima de 2 V es interpretado como un 1 (los niveles de salida están por debajo de 0,4 V y por encima de 2,4 V respectivamente). En el caso de la familia CMOS
(complementary metal-oxide-semiconductor), los valores dependen de la alimentación.
Para alimentación de +5 V, los valores ideales son también 0 V y 5 V, pero se reconoce
un 0 hasta 2,25 V y un 1 a partir de 2,75 V.
Estos ejemplos muestran uno de los principales atractivos de las señales digitales:
su gran inmunidad al ruido.
Las señales digitales descriptas tienen la particularidad de tener sólo dos estados y
por lo tanto permiten representar, transmitir o almacenar información binaria. Para
transmitir más información  se requiere mayor cantidad de estados, que pueden lograrse
combinando varias señales en paralelo (simultáneas), cada una de las cuales transmite
una información binaria.

SEÑALES DIGITALES 

 

Gran parte de los equipos electrónicos que utilizamos habitualmente y que son la manifestación mas extendida de la revolución tecnológica, trabajan con señales digitales:

• el ordenador
• el cdrom y los equipos de música 
• el teléfono y otros equipos de comunicaciones

la voz es una señal analógica y por tanto el que habla produce una señal analógica y el que escucha solo es capaz de interpretar señales también analógicas. sin embargo el canal de comunicación transmite señales digitales. se hace preciso transformar en algún punto la señal analógica en digital y posteriormente la digital en analógica.

si conectamos un instrumento de medida (osciloscopio, analizador digital,..) a cualquiera de estos equipos nos mostraría señales eléctricas que exclusivamente tienen dos niveles de tensión:
0 voltios y 5 voltios
asi, el teclado intercambia con la cpu información digital exclusivamente.
al pulsar una tecla se genera una serie de pulsos de tensión que son interpretados por la CPU.
cuando hablamos por un teléfono conectado a la red digital, el proceso es mas complejo porque en este sistema coexisten las señales analógicas y digitales.



                                             SEÑALES ANÁLOGAS








Las señales análogas se pueden percibir en todos los lugares, por ejemplo, la naturaleza posee un conjunto de estas señas como es la luz, la energía, el sonido, etc., estas son señales que varían constantemente. Un ejemplo muy práctico es cuando el arco iris se descompone lentamente y en forma continua.

 
CONVERSIÓN ANALÓGICO- DIGITAL:


VENTAJAS: No introduce ruidos en la transmisión. Se guarda y procesa mucho más fácilmente que la analógica. Posibilita almacenar grandes cantidades de datos en diferentes soportes Permite detectar y corregir errores con más facilidad. Las grabaciones no se deterioran con el paso del tiempo como sucede con las cintas analógicas. Permite realizar regrabaciones sucesivas sin que se pierda ninguna generación y, por tanto, calidad. Permite la compresión para reducir la capacidad de almacenamiento. Facilita la edición visual de las imágenes y del sonido en un ordenador o computadora personal, utilizando programas apropiados. El rayo láser que graba y reproduce la información en CDs y DVDs nunca llega a tocar físicamente su superficie. No la afecta las interferencias atmosféricas (estática) ni de otro tipo cuando se transmite por vía inalámbrica, como ocurre con las transmisiones analógicas.

DESVENTAJAS: Para su transmisión requiere un mayor ancho de banda en comparación con la analógica. La sincronización entre los relojes de un transmisor inalámbrico digital y el receptor requiere que sea precisa, como ocurre con el GPS ( Global Positioning System - Sistema de Posicionamiento Global). Las transmisiones de las señales digitales son incompatibles con las instalaciones existentes para transmisiones analógicas.

EJEMPLO:  

La música en el formato digital se almacena en el CD. Un sistema óptico de diodos láser lee los datos digitales del disco cuando éste gira y los transfiere al conversor digital-analógico. Este transforma los datos digitales en una señal analógica que es la reproducción eléctrica de la música original. Esta señal se amplifica y se envía al altavoz para poder disfrutarla.
Cuando la música original se grabó en el CD se utilizó un proceso que esencialmente, era el inverso del descrito aquí, y que utilizaba un conversor analógico - digital.

• SEÑAL CONTÍNUA-ANÁLOGA:

 El Altavoz : 

 

Las ondas del sonido que son analógicas en su origen, son capturadas por            un micrófono y convertidas en una pequeña variación analógica de tensión denominada señal de audio.  

• SEÑAL CONTÍNUA-DIGITAL:

Codificación del sonido:

 

Se establece intervalos con los cuales se codifica las señales analógicas del sonido para luego facilitar su reproducción en cualquier dispositivo digital. 

 

• SEÑAL ANALÓGICA-DISCRETA:

 

La voz del ser humano: 

 

Porque podemos pasar de un tono a otro tono cualquiera sin necesidad de pasar por sus tonos intermedios y estos no están establecidos en ningún intervalo.

 

• SEÑAL DISCRETA-DIGITAL:

 

Un ejemplo de una señal discreta digital puede ser la de los ordenadores o la del módem que se utiliza para restablecer la señal del Internet.