Comunicaciones I by Luis Rodriguez

Clasificación de las Señales y campos de aplicación

___________________________ Luis Fernando Rodríguez Santamaría E BOOK

ClasificacióndelasSeñalesy camposdeaplicación

Prólogo

Las señales son elementos fundamentales en los sistemas de comunicación informáticos ya que son los medios por los cuales se transmiten los datos entre dispositivos y redes. Estas señales pueden tomar muchas formas, como ondas electromagnéticas, señales de luz o sonidos, y su función principal es llevar la información a través de la red.

Además, en los sistemas de comunicación informáticos, las señales deben ser procesadas y convertidas en un formato legible por el receptor, lo que implica el uso de técnicas de codificación y decodificación de señales.

Es por ello que las señales son un componente crítico para el envío y recibimiento de datos e información, su importancia radica en su capacidad para transportar dicha información de manera efectiva y segura a través de la red.

Comunicaciones y señales que utiliza:

En la comunicación, existen dos tipos de señales principales: las señales digitales y las analógicas. Las señales analógicas son las que varían continuamente en función del tiempo, mientras que las señales digitales son discretas y se representan mediante una secuencia de ceros y unos.

Ambas señales son ampliamente utilizadas en la comunicación moderna, ya sea para la transmisión de voz, video o datos. Las señales analógicas se utilizan en la transmisión de radio y televisión, mientras que las señales digitales son comunes en la transmisión de datos en redes informáticas y sistemas de telecomunicaciones.

Pero, ¿en qué se diferencian las señales digitales y analógicas, dentro del mundo de la comunicación moderna?

Clasificación de las señales en la comunicación:

DIGITAL ANALÓGICA

Las señales analógicas son continuas y varían de forma suave y continua en el tiempo. Estas señales son típicamente representadas por ondas sinusoidales, y pueden ser descritas por una ecuación matemática que muestra su forma y amplitud. Ejemplos de señales analógicas incluyen señales de radio, televisión, sonido y voz.

Por otro lado, las señales digitales son discretas y se representan por valores numéricos discretos. Estas señales son típicamente representadas por una secuencia de bits que pueden tomar valores de 0 o 1. Las señales digitales se utilizan en sistemas de comunicación modernos, como Internet, redes de computadoras, sistemas de telefonía móvil, entre otros.

Características de la señal

DIGITAL y la señal ANALOGICA

Capacidad de almacenamiento

Las señales digitales pueden ser fácilmente almacenadas en dispositivos de almacenamiento, como discos duros, USB y nubes digitales.

Para guardar grandes cantidades de información se necesitan grandes espacios de almacenamiento.

Reproducibilidad

La señal digital se puede reproducir x cantidad de veces sin pérdida de calidad.

Las señales analógicas pueden degradarse con el tiempo, lo que puede resultar en una pérdida de calidad y una menor precisión.

Procesamiento

Las señales digitales pueden ser manipuladas y procesadas fácilmente con software especializado.

Las señales analógicas no, por lo que la corrección de errores o la mejora de la calidad puede ser más difícil o imposible

Sensibilidad a la interferencia

Las señales digitales son menos susceptibles a la interferencia electromagnética y otros tipos de ruido.

Las señales analógicas son más susceptibles a la interferencia electromagnética y otros tipos de ruido, lo que puede afectar la calidad de la señal.

Estructura de la señal DIGITAL:

Una señal digital es una señal que toma valores discretos en el tiempo y en la amplitud y se representan por una secuencia dígitos binarios (BITS) en lugar de valores continuos como una señal analógica (Onda continua.

La estructura básica de una señal digital consta de dos elementos principales:

FRECUENCIA DE MUESTREO: Es la cantidad de mediciones que se realizan en un segundo. Se mide en muestras por segundo (Hz).

RESOLUCIÓN DE BITS: Es el número de bits que se utilizan para representar cada muestra. Un bit puede tomar el valor de 0 o 1, por lo que cuantos más bits se usen, mayor será la resolución y más precisa será la representación de la señal.

Juntos, estos dos elementos definen la forma en que se codifica la información de la señal digital, lo que permite su transmisión, almacenamiento y procesamiento de manera precisa y confiable.

Estructura de la señal ANALÓGICA:

Una señal analógica es una señal continua en el tiempo y en la amplitud, lo que significa que puede tomar cualquier valor dentro de un rango continuo de valores.

La estructura básica de una señal analógica consiste en tres elementos fundamentales:

FRECUENCIA: Es la cantidad de ciclos completos por segundo que se produce en la señal. Se mide en Hertz (Hz).

AMPLITUD: Es la intensidad o fuerza de la señal, medida en voltios. La amplitud puede variar continuamente en el tiempo.

FASE: Es la relación temporal entre la señal y una señal de referencia. Se mide en grados.

Es debido a estos tres elementos unidos que se forma una señal analógica continua y sin interrupciones.

Grafica de tipos de ondas:

Transformada de Fourier

Lo que permite la transformada de Fourier es convertir cualquier función matemática a otro domino, denominado el dominio de la frecuencia. Esto facilita tratar y analizar las funciones de una forma alternativa.

La transformada de Fourier es una herramienta matemática utilizada en el análisis de señales, especialmente en sistemas de señales lineales e invariantes en

el tiempo que se usa en un gran número de disciplinas, como la medicina, ingeniería de sonido, circuitos eléctricos, pero el campo en el que más destaca, es en las telecomunicaciones.

La transformada de Fourier se utiliza para analizar el contenido frecuencial de la señal, identificar las componentes de frecuencia no deseadas y diseñar un filtro para eliminarlas, lo que permite obtener una señal filtrada con menor ruido.

Transformada de Fourier

Campos de aplicación en sistemas y señales:

Análisis de señales

Se utiliza para analizar el contenido frecuencial de una señal y para representar una señal en términos de su espectro de frecuencia. Permitiendo la identificación de señales periódicas.

Procesamiento de señales:

A través de ella es posible filtrar señales eliminando o atenuando componentes de frecuencia no deseados. También se utiliza para la compresión de señales y la reducción del ruido en señales.

Sistemas de Comunicación Igualmente se utiliza para el análisis y diseño de sistemas de comunicación, como la modulación de frecuencia y la modulación de amplitud. También se utiliza para el análisis de la respuesta en frecuencia de los sistemas de comunicación.

Procesamiento Óptico

También se utiliza para el procesamiento de imágenes, como en la eliminación de ruido y la compresión de imágenes al igual que en el procesar imágenes generadas por ecogramas, resonancia magnética, tomografías, etc.

Control y automatización

En el diseño y análisis de sistemas de control y automatización, como en la identificación de sistemas y en la sintonización de controladores.

La transformada de Fourier es una herramienta fundamental para todo aquel sumergido en el mundo de la ingeniería, si se sabe usar, podría ahorrar mucho tiempo y horas extra de trabajo debido a su facilidad de obtener resultados de un ”Punto de vista” diferente.

Referencias Bibliográficas

Fanny Zapata. (2023). Series de Fourier: Ejemplos. LIFEDER. Recuperado: 1 de Marzo del 2023. Disponible en: https://www.lifeder.com/series-de-fourier/

Miguel H. Valle. (2023) La transformada de Fourier y Sus aplicaciones. NUSGREM. Recuperado: 1 de Marzo del 2023. Disponible en: https://nusgrem.es/transformada-de-fourier/

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HetPro Tutoriales. (2023). Señal digital, características, frecuencia, ciclo de trabajo. HETPRO. Recuperado: 1 de Marzo del 2023. Disponible en: https://hetpro-store.com/TUTORIALES/senal-digital/

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