jueves, 31 de mayo de 2012
CINTA Y MICROCINTA
Las líneas de cinta y microcinta son una versión modificada de las placas paralelas. Debido a su geometría, ocasionalmente se les llama Líneas Planas. Sus cortes transversales respectivos están mostrados en la figura 1, como puede verse la microcinta o microlinea se parece mas a las placas paralelas que la línea de cinta o triplaca; más bien, esta última podría considerarse también como una variante semiplanar del cable coaxial, ya que tiene un conductor interno. Sea cual sea la analogía o interpretación que se elija, se intuye que ambas líneas transmiten ondas que son Cuasi-TEM
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FIBRA ÓPTICA
Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de radio y superiores a las de cable convencional. Son el medio de transmisión por excelencia al ser inmune a las interferencias electromagnéticas, también se utilizan para redes locales, en donde se necesite aprovechar las ventajas de la fibra óptica sobre otros medios de transmisión.
El uso de la luz para la codificación de señales no es nuevo, los antiguos griegos usaban espejos para transmitir información, de modo rudimentario, usando luz solar. En 1792, Claude Chappe diseñó un sistema de telegrafía óptica, que mediante el uso de un código y torres y espejos distribuidos a lo largo de los 200 km que separan Lille y París, conseguía transmitir un mensaje en tan sólo 16 minutos.
La gran novedad aportada en nuestra época es la de haber conseguido “domar” la luz, de modo que sea posible que se propague dentro de un cable tendido por el hombre. El uso de la luz guiada, de modo que no expanda en todas direcciones, sino en una muy concreta y predefinida se ha conseguido mediante la fibra óptica, que podemos pensar como un conducto de vidrio -fibra de vidrio ultra delgada- protegida por un material aislante que sirve para transportar la señal lumínica de un punto a otro.
Además tiene muchas otras ventajas, como bajas pérdidas de señal, tamaño y peso reducido, inmunidad frente a emisiones electromagnéticas y de radiofrecuencia y seguridad.
Como resultado de estudios en física enfocados de la óptica, se descubrió un nuevo modo de empleo para la luz llamado rayo láser. Este último es usado con mayor vigor en el área de las telecomunicaciones, debido a lo factible que es enviar mensajes con altas velocidades y con una amplia cobertura. Sin embargo, no existía un conducto para hacer viajar los fotones originados por el láser.
La posibilidad de controlar un rayo de luz, dirigiéndolo en una trayectoria recta, se conoce desde hace mucho tiempo. En 1820, Augustin-Jean Fresnel ya conocía las ecuaciones por las que rige la captura de la luz dentro de una placa de cristal lisa. Su ampliación a lo que entonces se conocía como cables de vidrio fue obra de D. Hondros y Peter Debye en 1910.
El confinamiento de la luz por refracción, el principio de que posibilita la fibra óptica, fue demostrado por Daniel Colladon y Jacques Babinet en París en los comienzos de la década de 1840. El físico irlandés John Tyndall descubrió que la luz podía viajar dentro de un material (agua), curvándose por reflexión interna, y en 1870 presentó sus estudios ante los miembros de la Real Sociedad.1 A partir de este principio se llevaron a cabo una serie de estudios, en los que demostraron el potencial del cristal como medio eficaz de transmisión a larga distancia. Además, se desarrollaron una serie de aplicaciones basadas en dicho principio para iluminar corrientes de agua en fuentes públicas. Más tarde, J. L. Baird registró patentes que describían la utilización de bastones sólidos de vidrio en la transmisión de luz, para su empleo en un primitivo sistema de televisión de colores. El gran problema, sin embargo, era que las técnicas y los materiales usados no permitían la transmisión de la luz con buen rendimiento. Las pérdidas eran grandes y no había dispositivos de acoplamiento óptico.
Solamente en 1950 las fibras ópticas comenzaron a interesar a los investigadores, con muchas aplicaciones prácticas que estaban siendo desarrolladas. En 1952, el físico Narinder Singh Kapany, apoyándose en los estudios de John Tyndall, realizó experimentos que condujeron a la invención de la fibra óptica.
Uno de los primeros usos de la fibra óptica fue emplear un haz de fibras para la transmisión de imágenes, que se usó en el endoscopio médico. Usando la fibra óptica, se consiguió un endoscopio semiflexible, el cual fue patentado por la Universidad de Míchigan en 1956. En este invento se usaron unas nuevas fibras forradas con un material de bajo índice de refracción, ya que antes se impregnaban con aceites o ceras. En esta misma época, se empezaron a utilizar filamentos delgados como el pelo que transportaban luz a distancias cortas, tanto en la industria como en la medicina, de forma que la luz podía llegar a lugares que de otra forma serían inaccesibles. El único problema era que esta luz perdía hasta el 99% de su intensidad al atravesar distancias de hasta 9 metros de fibra.
Charles K. Kao, en su tesis doctoral de 1956, estimó que las máximas pérdidas que debería tener la fibra óptica, para que resultara práctica en enlaces de comunicaciones, eran de 20 dB/km.
En 1966, en un comunicado dirigido a la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia, los investigadores Charles K. Kao y G. A. Hockham, de los laboratorios de Standard Telecommunications, en Inglaterra, afirmaron que se podía disponer de fibras de una transparencia mayor y propusieron el uso de fibras de vidrio y luz, en lugar de electricidad y conductores metálicos, en la transmisión de mensajes telefónicos. La obtención de tales fibras exigió grandes esfuerzos de los investigadores, ya que las fibras hasta entonces presentaban pérdidas del orden de 100 dB por kilómetro, además de una banda pasante estrecha y una enorme fragilidad mecánica. Este estudio constituyó la base para mejorar las pérdidas de las señales ópticas que hasta el momento eran muy significativas y no permitían el aprovechamiento de esta tecnología. En un artículo teórico, demostraron que las grandes pérdidas características de las fibras existentes se debían a impurezas diminutas intrínsecas del cristal. Mientras tanto, como resultado de los esfuerzos, se hicieron nuevas fibras con atenuación de 20 dB por kilómetro y una banda pasante de 1 GHz para un largo de 1 km, con la perspectiva de sustituir los cables coaxiales. La utilización de fibras de 100 µm de diámetro, envueltas en nylon resistente, permitirían la construcción de hilos tan fuertes que no podían romperse con las manos. Hoy ya existen fibras ópticas con atenuaciones tan pequeñas de hasta 1 dB por kilómetro, lo que es muchísimo menor a las pérdidas de un cable coaxial.
El artículo de Kao-Hockman estimuló a algunos investigadores a producir dichas fibras con bajas pérdidas. El gran avance se produjo en 1970, cuando los investigadores Maurer, Keck, Schultz y Zimar que trabajaban para Corning Glass, fabricaron la primera fibra óptica aplicando impurezas de titanio en sílice, con cientos de metros de largo con la claridad cristalina que Kao y Hockman habían propuesto. Las pérdidas eran de 17 dB/km. Durante esta década las técnicas de fabricación se mejoraron, consiguiendo pérdidas de tan solo 0,5 dB/km.
GUÍAS DE ONDA
Medio de comunicación también muy usado, el cual opera en el rango de las frecuencias comúnmente llamadas como microondas (en el orden de GHz). Su construcción es de material metálico por lo que no se puede decir que sea un cable. El ancho de banda es extremadamente grande y es usada principalmente cuando se requiere bajas perdidas en la señal bajo condiciones de muy alta potencia como el caso desde una antena de microondas a el receptor/transmisor de radio frecuencia.
Las aplicaciones típicas de este medio es en las centrales telefónicas para bajar/subir señales provenientes de antenas de satélite o estaciones terrenas de microondas.
No todas las guias de onda son duras, también existen guías de onda más flexibles, existe un tipo de guía de onda que fabrica una compañía que se llama ANDREW, y a este tipo de guía de onda flexible se le conoce como Heliax
Aplicaciones
Las guías de onda son muy adecuadas para transmitir señales debido a su bajas pérdidas. Por ello, se usan en microondas, a pesar de su ancho debanda limitado y volumen, mayor que el de líneas impresas o coaxiales para la misma frecuencia. También se realizan distintos dispositivos en guías de onda, como acopladores direccionales, filtros, circuladores y otros .Actualmente, son especialmente importantes, y lo serán más en el futuro, las guías de onda dieléctricas trabajando a frecuencias de la luz visible e infrarroja, habitualmente llamadas fibra óptica, útiles para transportar información de banda ancha, sustituyendo a los cables coaxiales y enlaces de microondas en las redes telefónicas y, en general, las redes de datos.[editar]Tipos de Guías de Onda Existen muchos tipos de guías de onda, presentándoles aquí las más importantes: Guía de onda rectangular (circular, elíptica): Son aquellas cuya sección transversal es rectangular (circular, elíptica).Guía de onda de haz: Guía de Onda constituida por una sucesión de lentes o espejos, capaz de guiar una onda electromagnética. Guía de onda tabicada: Formada por dos cilindros metálicos coaxiales unidos en toda su longitud por un tabique radial metálico. Guía de onda acanalada, guiada en V; guiada en H: Guía de onda rectangular que incluye resaltes conductores interiores a lo largo de una de cada una delas paredes de mayor dimensión. Guía de onda carga periódicamente: Guía de onda en las que la propagación viene determinada por las variaciones regularmente espaciadas de las propiedades del medio, de las dimensiones del medio o de las superficies de contorno. Guía de onda dieléctrica: Formada íntegramente por uno o varios materiales dieléctricos, sin ninguna pared conductora.
¿Qué son Guías de Onda?
Una guía de onda, es un tubo conductor hueco, que generalmente es de sección transversal rectangular, o bien circular o elíptica. Las dimensiones de esta de la sección transversal se seleccionan de tal forma que las ondas electromagnéticas se propaguen dentro del interior de la guía; cabe recordar que las ondas electromagnéticas no necesitan un medio material para propagarse. Las paredes de la guía de onda son conductores y por lo tanto reflejan energía electromagnética de la superficie. En una guía de onda, la conducción de energía no ocurre en las paredes de la guía de onda sino a través del dieléctrico dentro de la guía de onda. La energía electromagnética se propaga a lo largo de la guía de onda reflejándose hacia un lado y otro en forma de “zig-zag”.Sus pérdidas son menores que las de líneas de “Tx” y opera en un rango de frecuencia mayor a 1GHz (microondas) que es en la frecuencia donde las líneas de cables paralelos y coaxiales se vuelven inoperables
Guía de Onda Rectangular
Las guías de onda rectangulares son las formas más comunes de guías de onda. La energía electromagnética se propaga a través del espacio libre como ondas electromagnéticas transversales (TEM) con un campo magnético, un campo eléctrico, y una dirección de propagación que son mutuamente perpendiculares. Una onda no puede viajar directamente hacia abajo de una guía de onda sin reflejarse a los lados, por que el campo eléctrico tendría que existir junto a una pared conductiva. Si eso sucediera, el campo eléctrico haría un corto circuito por las paredes en sí. Para propagar una onda TEM exitosamente a través de una guía de onda, la onda debe propagarse a lo largo de la guía en forma de zig-zag, con el campo eléctrico máximo en el centro de la guía y cero en la superficie de las paredes.
ƒc = c / 2a
Donde:
ƒc : frecuencia de corte (Hz)
c = 3x108 (m/s) (velocidad de la luz del espacio libre)
a : longitud en sección transversal (m)* Llamaremos “a” como la más anchas de las dos dimensiones
.En términos de longitud de onda:
λc = 2aλc : longitud de onda de cortea : longitud en sección transversal (m)
La velocidad de las ondas en una guía de onda, varía con la frecuencia .Existen dos tipos de velocidades:
Velocidad de Fase (velocidad a la que una onda cambia de fase)
Velocidad de Grupo (velocidad a la que se propaga una onda)
Guías de Onda Circulares
La guía de onda circular es por mucho la más común, pero esta es má sutilizada para radares y microondas. En guías de onda se utilizan cuando es necesario o ventajoso propagar tanto ondas polarizadas verticales como horizontales en la misma guía de onda .El comportamiento de las ondas electromagnéticas en la guía de onda circular es el mismo como en la guía de onda rectangular. Pero debido a la diferente geometría, algunos de lo cálculos se realizan diferentes. La longitud de onda de corte para una guía de onda circular es la siguiente:λ0 = 2π r / kr
Donde:
λo : longitud de onda del espacio librer = radio interno de la guía de onda (m)
kr = solución de una ecuación de función Bessel
La longitud de onda para el modo TE1.1 se reduce a:
λ0 = 1.7dDonde: d = diámetro (m)kr = 1.7
La guía de onda circular es más fácil de construir que una guía de onda rectangular y más fácil de unir. Una de las desventajas es que la guía de onda circular tiene un área mucho más grande que una guía de onda rectangular y ambas llevan la misma señal.
Guía de Onda Acanalada
Este tipo de guías permite la operación a frecuencias más bajas para un tamaño determinado. Sin embargo, las guías de onda acanaladas son más costosas de fabricar que la guía de onda rectangular estándar. Una guía de onda acanalada tiene más pérdida por unidad de longitud que la guía de onda rectangular. Por este motivo y el alto costo es que este tipo de guía se limita a utilizarse sólo en aplicaciones especializadas. Guías de Onda Flexibles Las guías de onda flexibles consisten de listones envueltos en espiral de latón o cobre. La parte exterior está cubierta con una capa suave dieléctrica por lo general conformada de hule, para mantener la guía de onda hermética contra agua y aire. Pequeños pedazos de guía de onda flexible se utilizan en los sistemas de microondas cuando varios transmisores y receptores están interconectados a una unidad compleja para combinar o separar. La guía de onda flexible también se utiliza extensamente en equipo para pruebas de microondas.
Ventajas y Desventajas de una Guía de Onda
Las guías de onda presentan las siguientes ventajas y desventajas con respecto a las líneas de “Tx” y una línea coaxial.
Ventajas
a) Blindaje total, eliminando pérdidas por radiación
b) No hay pérdidas en el dieléctrico, pues no hay aisladores dentro
c) Las pérdidas por conductor son menores, pues solo se emplea un conductor
d) Mayor capacidad en el manejo de potencia
e) Construcción más simple que un coaxial
Desventajas.
a) La instalación y la operación de un sistema de Gd O son más complejas.
b) Considerando la dilatación y contracción con la temperatura, se debe sujetar mediante soportes especiales
c) Se debe mantener sujeta a presurización para mantener las condiciones de uniformidad del medio interior.
domingo, 6 de mayo de 2012
Transductor electroacústico
Transductor electroacústico
un transductor electroacústico es aquel dispositivo que transforma la electricidad en sonido, o viceversa.
Son ejemplos de este tipo de artefactos son los micrófonos: estos son transductores electroacústicos que convierten la energía acústica (vibraciones sonoras: oscilaciones en la presión del aire) en energía eléctrica (variaciones de voltaje), un altavoz también es un transductor electroacústico, pero sigue el camino contrario: un altavoz transforma la corriente eléctrica en vibraciones sonoras.
La transducción o transformación de energía, se hace en dos fases. El modelo teórico de un transductor electroacústico, se basa en un transductor electromecánico y un transductor mecánico-acústico. Esto significa, que se estudia por un lado la transformación de la energía eléctrica en mecánica, ya que se genera un movimiento, y por otro lado se estudia la transformación de la energía mecánica en acústica, ya que el movimiento genera energía acústica.
Tipos de transductores electroacústicos:
- Electrodinámico, dinámico o bobina móvil.
- Electrostáticos.
- Piezoeléctricos.
- De radiación directa.
- De radiación indirecta.
- Banda ancha.
- Bajas frecuencias: woofers y sub-woofers.
- Frecuencias medias: mid-range.
- Altas frecuencias: tweeters y ultra-high-tweeters
Radio
Es difícil atribuir la invención de la radio a una única persona. En diferentes países se reconoce la paternidad en clave local: Aleksandr Stepánovich Popov hizo sus primeras demostraciones en San Petersburgo, Rusia; Nikola Tesla en San Luis (Misuri); Guillermo Marconi en el Reino Unido o el comandante Julio Cervera en España.
En 1873 el físico escocés James Clerk Maxwell formuló la teoría de las ondas electromagnéticas, que son la base de la radio. En 1888 el físico alemán Heinrich Hertz descubrió las ondas de radio. En 1894 Nikola Tesla hizo su primera demostración en público de una transmisión de radio, y casi al tiempo, en 1895, el italiano Guillermo Marconi construyó el primer sistema de radio, y en 1901 logró enviar señales a la otra orilla del Atlántico. El español Julio Cervera Baviera, que trabajó tres meses en 1898 en el laboratorio privado de Marconi es, según investigaciones realizadas por un profesor de la Universidad de Navarra, el inventor de la radio; Marconi inventó antes de Cervera la telegrafía sin hilos, pero no trabajó en la radio hasta 1913, mientras Cervera fue quien resolvió los problemas de la telefonía sin hilos, lo que conocemos hoy día como radio, al transmitir la voz humana -y no señales- sin hilos entre Alicante e Ibiza en 1902, y llegó a registrar la patente en cuatro países: España, Inglaterra, Alemania y Bélgica.
Las primeras transmisiones para entretenimiento regulares, comenzaron en 1920 en Argentina.3 La primera emisora de carácter regular e informativo es considerada por muchos autores la estación 8MK (hoy día WWJ) de Detroit (Estados Unidos) perteneciente al diario The Detroit News que comenzó a operar el 20 de agosto de 1920, aunque muchos autores opinan que es la KDKA de Pittsburg que comenzó a emitir en noviembre de 1920, porque obtuvo una licencia comercial antes que aquélla.
En los años 1920 la amplificación mediante válvula termoiónica revolucionó tanto los radiorreceptores como los radiotransmisores.
En 1933 Edwin Armstrong describe un sistema de radio de alta calidad, menos sensible a los parásitos radioeléctricos que la AM, utilizando la modulación de frecuencia (FM). A finales de la década este procedimiento se establece de forma comercial, al montar a su cargo el propio Armstrong una emisora con este sistema.
En 1943 la Corte Suprema de los Estados Unidos cede a Tesla los derechos de invención de la radio luego de interponer éste una demanda de plagio de sus patentes.
En los años 1950 la tecnología radiofónica experimentó un gran número de mejoras que se tradujeron en la generalización del uso del transistor.
En 1957, la firma Regency introduce el primer receptor transistorizado, lo suficientemente pequeño para ser llevado en un bolsillo y alimentado por una pequeña batería. Era fiable porque al no tener válvulas no se calentaba. Durante los siguientes veinte años los transistores desplazaron a las válvulas casi por completo, excepto para muy altas potencias o frecuencias.
Entre las décadas de los años 1960 y 1980 la radio entra en una época de declive debido a la competencia de la televisión y el hecho que las emisoras dejaron de emitir en onda corta (de alcance global) por VHF (el cual solo tiene un alcance de cientos de kilómetros).
En los años 1990 las nuevas tecnologías digitales comienzan a aplicarse al mundo de la radio. Aumenta la calidad del sonido y se hacen pruebas con la radio satelital (también llamada radio HD), esta tecnología permite el resurgimiento en el interés por la radio.
Alexander Graham Bell
Alexander Graham Bell, (Edimburgo, Escocia, Reino Unido, 3 de marzo de 1847 – Beinn Bhreagh, Canadá, 2 de agosto de 1922) fue un científico, inventor y logopeda británico. Contribuyó al desarrollo de las telecomunicaciones y la tecnología de la aviación. Su padre, abuelo y hermano estuvieron asociados con el trabajo en locución y discurso (su madre y su esposa eran sordas), lo que influyó profundamente en el trabajo de Bell, su investigación en la escucha y el habla. Esto le movió a experimentar con aparatos para el oído.Sus investigaciones le llevaron a intentar conseguir la patente del teléfono en América, obteniéndola en 1876, aunque el aparato ya había sido desarrollado anteriormente por Antonio Meucci, siendo éste reconocido como su inventor el 11 de junio de 2002.
Muchos otros inventos marcaron la vida de Bell; entre ellos, la construcción del hidroala y los estudios en aeronáutica. En 1888, Alexander Graham Bell fue uno de los fundadores de la National Geographic Society. Además, el 7 de enero de 1898, asumió la presidencia de dicha institución.
Primer invento
Su mejor amigo era Ben Herdman, un vecino cuya familia operaba un molino harinero. En una ocasión en la que, mientras jugaban, los amigos Ben y Aleck causaron un desastre, John Herdman (padre de Ben) les regañó diciendo: "¿Por qué no hacen algo útil?". Aleck preguntó qué era necesario hacer en el molino y le dijeron que descortezar el trigo, algo que se hacía mediante un tedioso proceso. Entonces, a la edad de 12 años, Bell construyó un dispositivo hecho en casa que combinó las paletas que rotaban con los sistemas de cepillos del clavo, creando una máquina de descortezamiento simple que fue puesta en operación y utilizada durante muchos años. En agradecimiento, John Herdman les cedió un pequeño taller para que pudieran "inventar".
En 1860 Antonio Meucci saca a la luz su invento, el "teletrófono". En una demostración pública, la voz de un cantante es reproducida a una considerable distancia. La prensa italiana de Nueva York publica una descripción del invento y un tal Sr. Bendelari se lleva a Italia un prototipo y documentación para producirlo allí, pero no se vuelve a saber de él, como tampoco se materializa ninguna de las ofertas que surgen tras la demostración. Consciente de que alguien puede robarle la patente, pero incapaz de reunir los 250$ que cuesta la patente definitiva, tiene que conformarse con un trámite preliminar de presentación de documentación que registra el 28 de diciembre de 1871 y que puede permitirse renovar sólo en 1872 y 1873.
En cuanto tiene el acuse de recibo de Patentes, vuelve a empeñarse en demostrar el potencial de su invento. Para ello, ofrece una demostración del telégrafo parlante a un empresario llamado Edward B. Grant, vicepresidente de una filial de la Western Union Telegraph Company. Cada vez que Meucci trataba de avanzar, se le decía que no había hueco para su demostración, así que a los dos años, Meucci pidió que le devolvieran su material, a lo que le contestaron que se había perdido.
En 1876, Alexander Graham Bell registró una patente que realmente no describe el teléfono pero lo refiere como tal. Cuando Meucci se enteró, pidió a su abogado que reclamara ante la oficina de patentes de los Estados Unidos en Washington, algo que nunca sucedió. Sin embargo, un amigo que tenía contactos en Washington, se enteró de que toda la documentación referente al telégrafo parlante registrada por Meucci se había perdido. Una investigación posterior puso en evidencia un delito de prevaricación por parte de algunos empleados de la oficina de patentes con la compañía de Bell. En un litigio posterior entre Bell y Western Union, afloró que existía un acuerdo por el cual Bell pagaría a la Western Union un 20% de los beneficios derivados de la comercialización de su invento durante 17 años.
En el proceso legal de 1886, Meucci tuvo que lidiar, incluso contra sus propios abogados, presionados por el poderoso Bell, pero Meucci supo hacer entender al juez que no cabía duda en cuanto a la autoría del invento registrado. A pesar de la declaración pública del entonces Secretario de Estado: “existen suficientes pruebas para dar prioridad a Meucci en la invención del teléfono". A pesar de que el gobierno de Estados Unidos inició acciones legales por fraude contra la patente de Bell, el proceso fue embarrancado en el arenal de los recursos por los abogados de Bell, hasta cerrarse a la muerte de Meucci en 1896.
Meucci falleció pobre y amargado y jamás vio la gloria y el reconocimiento de su talento, el cual chocó con su escaso conocimiento del inglés y su poca desenvoltura ante las artimañas legales y los ingentes intereses económicos de las grandes corporaciones de Estados Unidos.
El 11 de junio de 2002, el Boletín Oficial de la Cámara de Representantes de los EE.UU. publica la Resolución Nº269 por la que se honra la vida y el trabajo de inventor italoamericano. En la misma se reconoce que fue más bien Meucci antes que Graham Bell quien puede haber sido el inventor del teléfono. Reconoce además que demostró y publicó su invento en 1860 y concluye con un reconocimiento a su realización en dicha invención.
jueves, 3 de mayo de 2012
MUESTREO DE UNA SEÑAL
El teorema de muestreo de Nyquist-Shannon, también conocido como teorema de muestreo de Whittaker-Nyquist-Kotelnikov-Shannon, criterio de Nyquist o teorema de Nyquist, es un teorema fundamental de la teoría de la información, de especial interés en las telecomunicaciones.
Este teorema fue formulado en forma de conjetura por primera vez por Harry Nyquist en 1928 (Certain topics in telegraph transmission theory), y fue demostrado formalmente por Claude E. Shannon en 1949 (Communication in the presence of noise).
El teorema trata del muestreo, que no debe ser confundido o asociado con la cuantificación, proceso que sigue al de muestreo en la digitalización de una señal y que, al contrario del muestreo, no es reversible (se produce una pérdida de información en el proceso de cuantificación, incluso en el caso ideal teórico, que se traduce en una distorsión conocida como error o ruido de cuantificación y que establece un límite teórico superior a la relación señal-ruido). Dicho de otro modo, desde el punto de vista del teorema, las muestras discretas de una señal son valores exactos que aún no han sufrido redondeo o truncamiento alguno sobre una precisión determinada, esto es, aún no han sido cuantificadas.
El teorema demuestra que la reconstrucción exacta de una señal periódica continua en banda base a partir de sus muestras, es matemáticamente posible si la señal está limitada en banda y la tasa de muestreo es superior al doble de su ancho de banda.
FENOMENOS
Histéresis
La histéresis es la tendencia de un material a conservar una de sus propiedades, en ausencia del estímulo que la ha generado. Podemos encontrar diferentes manifestaciones de este fenómeno. Por extensión se aplica a fenómenos que no dependen sólo de las circunstancias actuales, sino también de cómo se ha llegado a esas circunstancias.
ALIASING
En estadística, procesamiento de señales, computación gráfica y disciplinas relacionadas, el aliasing es el efecto que causa que señales continuas distintas se tornen indistinguibles cuando se muestrean digitalmente. Cuando esto sucede, la señal original no puede ser reconstruida de forma unívoca a partir de la señal digital. Una imagen limitada en banda y muestreada por debajo de su frecuencia de Nyquist en las direcciones "x" e "y", resulta en una superposición de las replicaciones periódicas del espectro G(fx, fy). Este fenómeno de superposición periódica sucesiva es lo que se conoce como aliasing o Efecto Nyquist.
El aliasing es un motivo de preocupación mayor en lo que concierne a la conversión analógica-digital de señales de audio y vídeo: el muestreo incorrecto de señales analógicas puede provocar que señales de alta frecuencia presenten dicho aliasing con respecto a señales de baja frecuencia.
Heinrich Rudolf Hertz
Heinrich Rudolf Hertz (Hamburgo, 22 de febrero de 1857 – Bonn, 1 de enero de 1894) fue un físico alemán descubridor del efecto fotoeléctrico y de la propagación de las ondas electromagnéticas, así como de formas de producirlas y detectarlas.
Confirmó experimentalmente las teorías del físico inglés James C. Maxwell sobre la identidad de características entre las ondas luminosas y electromagnéticas, y se consagró a la tarea de emitir estas últimas («Experimento de Hertz», 1887).
Para ello construyó un oscilador (antena emisora) y un resonador (antena receptora), con los cuales transmitió ondas electromagnéticas, poniendo en marcha la telegrafía sin hilos. Desde entonces se conocen como ondas hertzianas a las ondas electromagnéticas producidas por la oscilación de la electricidad en un conductor, que se emplean en la radio; también deriva de su nombre el hertzio, unidad de frecuencia que equivale a un ciclo por segundo y se representa por la abreviatura Hz (y sus múltiplos: kilohertzio, megahertzio y gigahertzio).
Después siguió investigando en otros temas científicos, hasta elaborar unos Principios de mecánica (que aparecieron después de su muerte, en 1894) en los que desarrollaba toda la mecánica a partir del principio de mínima acción, prescindiendo del concepto de fuerza.
CONCEPTOS PRINCIPALES
CONCEPTOS BÁSICOS
Onda electromagnética:
Forma de propagación de la radiación electromagnética a través del espacio. Y sus aspectos teóricos están relacionados con la solución en forma de onda que admiten las ecuaciones de Maxwell. A diferencia de las ondas mecánicas, las ondas electromagnéticas no necesitan de un medio material para propagarse; es decir, pueden desplazarse por el vacío.
ATENUACIÓN:
Se denomina atenuación de una señal, sea esta acústica, eléctrica u óptica, a la pérdida de potencia sufrida por la misma al transitar por cualquier medio de transmisión.
LONGITUD DE ONDA:
La longitud de onda de una onda describe cuán larga es la onda. La distancia existente entre dos crestas o valles consecutivos es lo que llamamos longitud de onda. Las ondas de agua en el océano, las ondas de aire, y las ondas de radiación electromagnética tienen longitudes de ondas.
CAMPO ELÉCTRICO:
Es asociado a una carga aislada o a un conjunto de cargas es aquella región del espacio en donde se dejan sentir sus efectos. Así, si en un punto cualquiera del espacio en donde está definido un campo eléctrico se coloca una carga de prueba o carga testigo, se observará la aparición de fuerzas eléctricas, es decir, de atracciones o de repulsiones.
CAMPO MAGNÉTICO:
Región del espacio en la cual una carga eléctrica puntual de valor q, que se desplaza a una velocidad , sufre los efectos de una fuerza que es perpendicular y proporcional tanto a la velocidad v como al campo B.
FASE:
En un movimiento armónico simple; A es la amplitud y T es el período, dados dos instanets y , tales que presentan la misma fase de la onda. La fase indica la situación instantánea en el ciclo, de una magnitud que varía cíclicamente. Representación matemática En el caso de una onda sinusoidal que avanza en el sentido de los x crecientes, si es la amplitud, la pulsación (en radianes por segundo), k el número de onda (en 1/m), t el tiempo (en segundos) y x la posición (en metros), podemos escribir:
A(x,t) = A0cos(kx − ωt + φ0)
Y en ese caso general la fase es el argumento de la función que contiene la dependencia del tiempo es la fase , siendo , la fase inicial. No se puede determinar el ángulo de fase de una onda basándose en una sola medida de la onda. Midiendo los valores en función del tiempo o de la posición, se puede deducir el ángulo de fase, pero con una indeterminación de un múltiplo entero de 2 pi. En realidad, el valor del ángulo de fase no es muy útil.
FASOR:
Representación gráfica de un número complejo que se utiliza para representar una oscilación, de forma que el fasor suma de varios fasores puede representa la magnitud y fase de la oscilación resultante de la superposición de varias oscilaciones en un proceso de interferencia.
Los fasores se utilizan directamente en óptica, ingeniería de telecomunicaciones y acústica. La longitud del fasor da la amplitud y el ángulo entre el mismo y el eje-x la fase angular. Debido a las propiedades de la matemática de oscilaciones, en electrónica los fasores se utilizan habitualmente en el análisis rudimentario de circuitos en AC. Finalmente, los fasores pueden ser utilizados para describir el movimiento de un oscilador.
PERMITIVIDAD:
La permitividad (o impropiamente constante dieléctrica) es una constante física que describe cómo un campo eléctrico afecta y es afectado por un medio. La permitividad del vacío ε0 es 8,8541878176x10-12 F/m.
PERMEABILIDAD MAGNÉTICA:
Comparación simple de permeabilidades para: ferromagnetos (μf), paramagnetos (μp), diamagnetos (μd) y el vacío (μ0).En física se denomina permeabilidad magnética a la capacidad de una sustancia o medio para atraer y hacer pasar a través de sí los campos magnéticos, la cual está dada por la relación entre la inducción magnética existente y la intensidad de campo magnético que aparece en el interior de dicho material.
La magnitud así definida, el grado de magnetización de un material en respuesta a un campo magnético, se denomina permeabilidad absoluta y se suele representar por el símbolo μ.
CONSTANTE DE ATENUACIÓN:
La parte real de constante de propagación en cualquier propagación electromágnetica medio la constante se expresa como un valor numérico por longitud de unidad y se puede generalmente calcular o determinar experimental para cada medio.La constante de atenuación, de la cual está en las unidades “naturales” nepers/meter se puede analizar en dos componentes, una pérdida de representación del metal, la otra pérdida dieléctrica de representación:La pérdida de la mayoría de las líneas de la transmisión es dominada por la pérdida del metal, que varía cerca aproximadamente. Esta dependencia de la frecuencia es debido a la conductividad finita de metales, y efecto de piel.
POTENCIA ELÉCTRICA:
La potencia eléctrica es la relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el vatio.
FRECUENCIA:
Frecuencia es una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier fenómeno o suceso periódico.
AMPLITUD:
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 máxima entre el punto más alejado de una onda y el punto de equilibrio o medio.
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