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Teoría de señales

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  • las formas en las que se manifiestan los Emisores ya que son potencialmente reconocibles y previsibles en las señales que producen. el Receptor que tiene que operar con los estímulos quien recibe de estas señáles, para hacer efectiva esa imformación. como resultado de esas operaciones es pósible que las señales adquieran para él algún significado
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  • 1. Teoría de SeñalesLa teoría de señales plantea las herramientas básicas para el tratamiento, transmisión y recepción de información. Sin locual el mundo actual sería inconcebible.Para lograr adquirir un manejo aceptable de los conceptos de la teoría de comunicaciones es necesario primeroconocer temas fundamentales tales como la descomposición de señales a partir de series de Fourier, y transformada deFourier, también es fundamental entender el concepto de espectro de frecuencias y entender teoremas básicos comoel teorema de muestreo, y las diferentes técnicas de modulación análoga y digital, los cuales son temas de interésentre otros de la teoría de señales.SeñalesEs la representación de un fenómeno físico o estado material a través de una relación establecida; las entradas y salidasde un sistema electrónico seránseñalesvariables.En electrónica se trabaja con variables que toman la forma de Tensión ocorriente estas se puedendenominar comúnmente señales. Las señales primordialmente.Tipos de señales.Señales Continuas ó (Analógicas).La señal analógica es aquella que presenta una variación continua con eltiempo, es decir, que a una variación suficientemente significativa del tiempo lecorresponderá una variación igualmentesignificativa del valor de la señal (la señal es continua). Toda señal variable en el tiempo, por complicada que ésta sea, se representa en el ámbito de sus valores(espectro) de frecuencia. De este modo, cualquier señalessusceptible de ser representada descompuesta en su frecuencia fundamental y susarmónicos. El proceso matemáticoque permite esta des composición se denomina análisis de Fourier. Un ejemplo de señal analógica es la generada por un usuario en el micrófono de su teléfono y que después desucesivos procesos, es recibida por otro abonado en el altavoz del suyo. Es preciso indicar que la señal analógica, es un sistema de comunicaciones de las mismas características,mantiene dicho carácter y deberá ser reflejo de la generada por el usuario. Esta necesaria circunstancia obliga a lautilización de canales lineales, esdecir canales de comunicación que no introduzcan deformación en la señal original.
  • 2. Las señales analógicas predominan en nuestro entorno (variaciones detemperatura, presión, velocidad,distancia, sonido etc.) y son transformadas en señaleseléctricas, mediante el adecuado transductor, para su tratamiento electrónico.La utilización de señales analógicas en comunicaciones todavía se mantiene en latransmisión de radio y televisión tanto privada como comercial. Los parámetrosque definen un canal de comunicaciones analógicas son el ancho de banda (diferencia entre la máxima y la mínimafrecuencia a transmitir) y su potencia media y de cresta.Señales Digitales ó (discretas):Una señal digital es aquella que presenta una variación discontinua con eltiempo y que sólo puede tomar ciertos valoresdiscretos. Su forma característicaesampliamente conocida: la señal básica es una onda cuadrada (pulsos) y lasrepresentaciones se realizan en el dominiodel tiempo.Sus parámetros son:•Altura de pulso (nivel eléctrico)•Duración (ancho de pulso)•Frecuencia de repetición (velocidad pulsos por segundo).Las Señales Digitales no se producen en el mundo físico como tales, sino que son creadas por el hombre y tiene unatécnica particular de tratamiento, y como dijimos anteriormente, la señal básica es una onda cuadrada, cuyarepresentación se realiza necesariamente en el dominio del tiempo. La utilización de Señales Digitales para transmitir información se puede realizar de varios modos: el primero, enfunción del número de estados distintos que pueda tener. Si son dos los estados posibles, se dice que son binarias, sison tres, ternarias, si son cuatro, cuaternarias y así sucesivamente. Los modos se representan por grupos deunos y de ceros, siendo, por tanto, lo que se denomina el contenido lógico deinformación de la señal. La segundaposibilidad es en cuanto a su naturaleza eléctrica. Una señal binaria se puede representar como la variación de unaamplitud (nivel eléctrico) respecto al tiempo (ancho del pulso).Resumiendo, las señales digitales sólo pueden adquirir unnúmero finito de estados diferentes, se clasifican según el número de estados (binarias, ternarias, etc.)Y según sunaturaleza eléctrica (unipolares y bipolares).
  • 3. Ejemplo de una Señas Digital ó Discreta:ModulaciónModulación engloba el conjunto de técnicas que se usan para transportar información sobre una onda portadora,típicamente una onda sinusoidal. Estas técnicas permiten un mejor aprovechamiento del canal de comunicación lo queposibilita transmitir más información en forma simultánea además de mejorar la resistencia contra posibles ruidos einterferencias. Según la American National Standard for Telecommunications, la modulación es el proceso, o elresultado del proceso, de variar una característica de una portadora de acuerdo con una señal que transporta 1información. El propósito de la modulación es sobreponer señales en las ondas portadoras.Básicamente, la modulación consiste en hacer que un parámetro de la onda portadora cambie de valor de acuerdo conlas variaciones de la señal moduladora, que es la información que queremos transmitir.Modulación AnalógicaModulación analógica con portadora analógica: Se utiliza cuando se desea transmitir la señal analógica a una frecuenciadiferente o con un ancho de banda menor. La modulación se puede realizar utilizando cambios de amplitud, frecuencia ofase de las señal portadora.Modulación analógica con portadora digital: Se utiliza cuando se desea transmitir la señal analógica a través de una reddigital. Ej: transmisión de voz a través de telefonía móvil digital.Tipos de ModulaciónDependiendo del parámetro sobre el que se actúe, tenemos los distintos tipos de modulación: Modulación en doble banda lateral (DSB) Modulación de amplitud (AM) Modulación de fase (PM)
  • 4.  Modulación de frecuencia (FM) Modulación banda lateral única (SSB, ó BLU) Modulación de banda lateral vestigial (VSB, VSB-AM, ó BLV) Modulación de amplitud en cuadratura (QAM) Modulación por división ortogonal de frecuencia (OFDM), también conocida como Modulación por multitono discreto (DMT) Modulación de Espectro ensanchado por secuencia directa (DSSS) Modulación por longitud de onda Modulación en anilloCuando la OFDM se usa en conjunción con técnicas de codificación de canal, se denomina Modulación por divisiónortogonal de frecuencia codificada (COFDM).También se emplean técnicas de modulación por impulsos, pudiendo citar entre ellas: Modulación por impulsos codificados (PCM) Modulación por anchura de pulsos (PWM) Modulación por duración de pulsos (PDM) Modulación por amplitud de pulsos (PAM) Modulación por posición de pulsos (PPM)Cuando la señal es una indicación simple on-off a baja velocidad, como una transmisión en códigoMorse o radioteletipo (RTTY), la modulación se denomina manipulación,modulación por desplazamiento, así tenemos: Modulación por desplazamiento de amplitud (ASK) Modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK) Modulación por desplazamiento de fase (PSK) Modulación por desplazamiento de amplitud y fase (APSK o APK)La transmisión de radioteletipo (RTTY) puede ser considerada como una forma simple de Modulación por impulsoscodificadosCuando se usa el código Morse para conmutar on-off la onda portadora, no se usa el término manipulación de amplitud,sino operación en onda continua (CW).La modulación se usa frecuentemente en conjunción con varios métodos de acceso de canal. Otras formas demodulación más complejas son (PSK),(QAM),(I/Q),(QFSK),etc.MultiplexacionEn telecomunicación, la multiplexación es la combinación de dos o más canales de información en un solomedio detransmisión usando un dispositivo llamado multiplexor. El proceso inverso se conoce comodemultiplexación. Unconcepto muy similar es el de control de acceso al medio.Multiplexación en telecomunicacionesEn las telecomunicaciones se usa la multiplexación para dividir las señales en el medio por el que vayan a viajar dentrodel espectro radioeléctrico. El término es equivalente al control de acceso al medio.
  • 5. De esta manera, para transmitir los canales de televisión por aire, vamos a tener un ancho de frecuencia x, el cual habráque multiplexar para que entren la mayor cantidad posible de canales de tv. Entonces se dividen los canales en unancho de banda de 6Mhz (en gran parte de Europa y Latinoamérica, mientras que en otros países o regiones el anchode banda es de 8 Mhz). En este caso se utiliza una multiplexación por división de frecuencia FDM..Medio de transmisiónUn medio de transmisión es el canal que permite la transmisión de información entre dos terminales de un sistema detransmisión. La transmisión se realiza habitualmente empleando ondas electromagnéticas que se propagan a travésdel canal. A veces el canal es un medio físico y otras veces no, ya que las ondas electromagnéticas son susceptibles deser transmitidas por el vacío.Dependiendo de la forma de conducir la señal a través del medio, los medios de transmisión se pueden clasificar en dosgrandes grupos: medios de transmisión guiados y medios de transmisión no guiados. Según el sentido de la transmisiónpodemos encontrarnos con tres tipos diferentes: simplex, half-duplex y full-duplex. También los medios de transmisión secaracterizan por utilizarse en rangos de frecuencia de trabajo diferentes.La fibra óptica es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos; un hilo muy fino de materialtransparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. Elhaz de luz queda completamente confinado y se propaga por el interior de la fibra con un ángulo de reflexión por encimadel ángulo límite de reflexión total, en función de la ley de Snell. La fuente de luz puede ser láser o un LED.Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una grandistancia, con velocidades similares a las de radio y superiores a las de cable convencional. Son el medio de transmisiónpor excelencia al ser inmune a las interferencias electromagnéticas, también se utilizan para redes locales, en donde senecesite aprovechar las ventajas de la fibra óptica sobre otros medios de transmisión.
  • 6. El cable de par trenzado es un medio de conexión usado en telecomunicaciones en el que dos conductoreseléctricos aislados son entrelazados para anular las interferencias de fuentes externas y diafonía de los cablesadyacentes. Fue inventado por Alexander Graham BellEl cable coaxial fue creado en la década de los 30, y es un cable utilizado para transportar señales eléctricas dealta frecuencia que posee dos conductores concéntricos, uno central, llamado vivo, encargado de llevar la información, yuno exterior, de aspecto tubular, llamado malla o blindaje, que sirve como referencia de tierra y retorno de las corrientes.Entre ambos se encuentra una capa aislantellamada dieléctrico, de cuyas características dependerá principalmente lacalidad del cable. Todo el conjunto suele estar protegido por una cubierta aislante.El conductor central puede estar constituido por un alambre sólido o por varios hilos retorcidos de cobre; mientras que elexterior puede ser una malla trenzada, una lámina enrollada o un tubo corrugado de cobre o aluminio. En este últimocaso resultará un cable semirrígido.Debido a la necesidad de manejar frecuencias cada vez más altas y a la digitalización de las transmisiones, en añosrecientes se ha sustituido paulatinamente el uso del cable coaxial por el de fibra óptica, en particular para distanciassuperiores a varios kilómetros, porque el ancho de banda de esta última es muy superior.RG-59 cable coaxial.A: Cubierta protectora de PlásticoB: Malla de aluminio revestido de cobre (aislante)C: AislanteD: Núcleo de Acero revestido de cobre

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