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Las ondas , tipos de ondas | Transmisor – emisor -receptor

    • Una onda es una propagación de una perturbación de alguna propiedad de un medio, por ejemplo, densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético, que se propaga a través del espacio transportando energía. Dependiendo del movimiento de las ondas, éstas se pueden clasificar en:

 

      1.  Ondas longitudinales: son aquellas que se caracterizan porque las partículas del medio se mueven (ó vibran)en la dirección de propagación de la onda.
      2. Ondas transversales: son aquellas que se caracterizan porque las partículas del medio vibran perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda.
    • En función de su periodicidad:
      1. Ondas periódicas: la perturbación local que las origina se produce en ciclos repetitivos por ejemplo una onda senoidal.
      2. Ondas no periódicas: la perturbación que las origina se da aisladamente o, en el caso de que se repita, las perturbaciones sucesivas tienen características diferentes. Las ondas aisladas se denominan también pulsos.
    •  En función del medio en el que se propagan:

 

      1. Ondas mecánicas: las ondas mecánicas necesitan un medio elástico (sólido, líquido o gaseoso) para propagarse. Las partículas del medio oscilan alrededor de un punto fijo, por lo que no existe transporte neto de materia a través del medio.
        Dentro de las ondas mecánicas tenemos las ondas elásticas y las ondas sonoras, éstas últimas se propagan a una velocidad aproximada de 344 m por segundo en el aire.

 

    1. Ondas electromagnéticas(descubiertas por Hertz): las ondas electromagnéticas se propagan por el espacio sin necesidad de un medio, pudiendo por lo tanto propagarse en el vacío. Esto es debido a que las ondas electromagnéticas son producidas por las oscilaciones de un campo eléctrico, en relación con un campo magnético asociado. Las ondas electromagnéticas viajan aproximadamente a una velocidad de 300.000 Km por segundo, de acuerdo a la velocidad puede ser agrupado en rango de frecuencia (en el vacio).
  •  Una onda es pues, una forma de propagación de energía sin que vaya acompañada de transporte de materia. La velocidad de propagación de las ondas depende únicamente de las condiciones del medio a través del cual se propaga, siendo independiente de cualquier característica de la onda, tal como su amplitud o longitud. Todo movimiento ondulatorio es simétrico con respecto a un eje que se denomina línea cero o de tiempos.
  • Propiedades de las ondas

 

 

    • Reflexión: Es el cambio de dirección y sentido que experimenta una onda cuando incide sobre una superficie. El ángulo deincidencia de la onda sobre la superficie es igual al ángulo de reflexión.
    • Refracción: Es el cambio de dirección que experimenta una onda al cambiar de medio de propagación. Este cambio de medio implica un cambio de velocidad de propagación.
    • Difracción: Puede definirse como la capacidad de una onda para “bordear” los obstáculos. Tiene lugar, entre otras circunstancias,cuando una onda incide sobre una superficie en la que se encuentra un orificio de longitud menor a la longitud de onda. La onda que atraviesa dicho orificio lo hace dispersándose en todas las direcciones.
    • Interferencia: Es la unión de dos o más ondas en el espacio. Las interferencias pueden ser constructivas (resultado de la adición de las ondas que forman parte) o destructivas (resultado de la sustracción de dichas ondas).

 

  • Efecto Doppler: Es el aparente cambio de frecuencia de una onda debido al movimiento de la fuente o el observador. El ejemplo mas claro de este efecto es el de la sirena de un coche de policía o ambulancia, la cual se escucha cada vez más aguda mientras se acerca y más grave cuanto más se aleja.

transmisor – emisor – receptor

    • Transmisor: Es el dispositivo de radiocomunicación encargado de convertir las señales originales en otras susceptibles de ser transmitidas por algún medio a un dispositivo receptor, donde vuelven a ser tratadas para obtener nuevamente la señal original.

 

    •  Emisor: Es el aparato encargado de convertir la señal original en ondas electromagnéticas que son mezcladas con otra señal de gran frecuencia, denominada portadora, lo que recibe el nombre de modulación, y enviar la señal resultante. Formado por:
      • Micrófono: Convierte los sonidos (señal original) en señales electromagnéticas.
      •  Oscilador: Generador de señales de alta frecuencia (señal portadora).
      •  Modulador: Encargado de mezclar ambas señales.
      •  Amplificador: Encargado de amplificar la señal antes de su emisión.
      • Antena emisora: Emite la señal ya amplificada al medio de propagación, en este caso, el aire.

 

    • Receptor: Es el aparato opuesto al emisor, su función es la de recibir la señal enviada por el emisor y, mediante un proceso denominado demodulación, separar la señal electromagnética de la portadora para, posteriormente convertir la señal electromagnética en la señal original.

Formado por:

      • Antena receptora: Capta las ondas procedentes del emisor.
      • Sintonizador de canales: Ya que se envían simultáneamente y por el mismo medio de propagación gran cantidad de señales a diferentes frecuencias es necesario disponer de un sintonizador que permita elegir la frecuencia que quiere recibirse, desechando el resto.
      • Amplificador de radiofrecuencia: La señal recibida por la antena llega atenuada por lo que es necesario amplificarla.

 

    • Demodulador: Encargado de separar la portadora de la señal electromagnética correspondiente al sonido.
    • Amplificador de audiofrecuencia: Una vez demodulada la señal se vuelve a amplificar la señal electromagnética correspondiente al sonido.
    • Altavoz: Convierte las ondas electromagnéticas resultantes en ondas sonoras.

Radiofrecuencia
Artículo principal: Radiofrecuencia

En radiocomunicaciones, los rangos se abrevian con sus siglas en inglés. Los rangos son:

Inferior a 3 Hz > 100.000 km
Extra baja frecuencia ELF 1 3-30 Hz 100.000–10.000 km
Super baja frecuencia SLF 2 30-300 Hz 10.000–1000 km
Ultra baja frecuencia ULF 3 300–3000 Hz 1000–100 km
Muy baja frecuencia VLF 4 3–30 kHz 100–10 km
Baja frecuencia LF 5 30–300 kHz 10–1 km
Media frecuencia MF 6 300–3000 kHz 1 km – 100 m
Alta frecuencia HF 7 3–30 MHz 100–10 m
Muy alta frecuencia VHF 8 30–300 MHz 10–1 m
Ultra alta frecuencia UHF 9 300–3000 MHz 1 m – 100 mm
Super alta frecuencia SHF 10 3-30 GHz 100-10 mm
Extra alta frecuencia EHF 11 30-300 GHz 10–1 mm
Por encima de los 300 GHz < 1 mm

  • Frecuencias extremadamente bajas: Llamadas ELF (Extremely Low Frequencies), son aquellas que se encuentran en el intervalo de 3 a 30 Hz. Este rango es equivalente a aquellas frecuencias del sonido en la parte más baja (grave) del intervalo de percepción del oído humano. Cabe destacar aquí que el oído humano percibe ondas sonoras, no electromagnéticas, sin embargo se establece la analogía para poder hacer una mejor comparación.
  • Frecuencias super bajas: SLF (Super Low Frequencies), son aquellas que se encuentran en el intervalo de 30 a 300 Hz. En este rango se incluyen las ondas electromagnéticas de frecuencia equivalente a los sonidos graves que percibe el oído humano típico.
  • Frecuencias ultra bajas: ULF (Ultra Low Frequencies), son aquellas en el intervalo de 300 a 3000 Hz. Este es el intervalo equivalente a la frecuencia sonora normal para la mayor parte de la voz humana.
  • Frecuencias muy bajas: VLF, Very Low Frequencies. Se pueden incluir aquí las frecuencias de 3 a 30 kHz. El intervalo de VLF es usado típicamente en comunicaciones gubernamentales y militares.
  • Frecuencias bajas: LF, (Low Frequencies), son aquellas en el intervalo de 30 a 300 kHz. Los principales servicios de comunicaciones que trabajan en este rango están la navegación aeronáutica y marina.
  • Frecuencias medias: MF, Medium Frequencies, están en el intervalo de 300 a 3000 kHz. Las ondas más importantes en este rango son las de radiodifusión de AM (530 a 1605 kHz).
  • Frecuencias altas: HF, High Frequencies, son aquellas contenidas en el rango de 3 a 30 MHz. A estas se les conoce también como “onda corta”. Es en este intervalo que se tiene una amplia gama de tipos de radiocomunicaciones como radiodifusión, comunicaciones gubernamentales y militares. Las comunicaciones en banda de radioaficionados y banda civil también ocurren en esta parte del espectro.
  • Frecuencias muy altas: VHF, Very High Frequencies, van de 30 a 300 MHz. Es un rango popular usado para muchos servicios, como la radio móvil, comunicaciones marinas y aeronáuticas, transmisión de radio en FM (88 a 108 MHz) y los canales de televisión del 2 al 12 [según norma CCIR (Estándar B+G Europa)]. También hay varias bandas de radioaficionados en este rango.
  • Frecuencias ultra altas: UHF, Ultra High Frequencies, abarcan de 300 a 3000 MHz, incluye los canales de televisión de UHF, es decir, del 21 al 69 [según norma CCIR (Estándar B+G Europa)] y se usan también en servicios móviles de comunicación en tierra, en servicios de telefonía celular y en comunicaciones militares.
  • Frecuencias super altas: SHF, Super High Frequencies, son aquellas entre 3 y 30 GHz y son ampliamente utilizadas para comunicaciones vía satélite y radioenlaces terrestres. Además, pretenden utilizarse en comunicaciones de alta tasa de transmisión de datos a muy corto alcance mediante UWB. También son utilizadas con fines militares, por ejemplo en radares basados en UWB.
  • Frecuencias extremadamente altas: EHF, Extrematedly High Frequencies, se extienden de 30 a 300 GHz. Los equipos usados para transmitir y recibir estas señales son más complejos y costosos, por lo que no están muy difundidos aún.

 

Microondas

Cabe destacar que las frecuencias entre 1 GHz y 300 GHz, son llamadas microondas. Estas frecuencias abarcan parte del rango de UHF y todo el rango de SHF y EHF. Estas ondas se utilizan en numerosos sistemas, como múltiples dispositivos de transmisión de datos, radares y hornos microondas.

 

Infrarrojo

Las ondas infrarrojas están en el rango de 0,7 a 100 micrómetros. La radiación infrarroja se asocia generalmente con el calor. Éstas son producidas por cuerpos que generan calor, aunque a veces pueden ser generadas por algunos diodos emisores de luz y algunos láseres.
Las señales son usadas para algunos sistemas especiales de comunicaciones, como en astronomía para detectar estrellas y otros cuerpos y para guías en armas, en los que se usan detectores de calor para descubrir cuerpos móviles en la oscuridad. También se usan en losmandos a distancia de los televisores y otros aparatos, en los que un transmisor de estas ondas envía una señal codificada al receptor del televisor. En últimas fechas se ha estado implementando conexiones de área local LAN por medio de dispositivos que trabajan con infrarrojos, pero debido a los nuevos estándares de comunicación estas conexiones han perdido su versatilidad.

Luz Visible

Por encima de la frecuencia de las radiaciones infrarrojas se encuentra lo que comúnmente es llamado luz, un tipo especial de radiación electromagnética que tiene una longitud de onda en el intervalo de 0,4 a 0,8 micrómetros. Este es el rango en el que el sol y las estrellas similares a las que emiten la mayor parte de su radiación.

Ultravioleta

La luz ultravioleta cubre el intervalo de 4 a 400 nm. El Sol es una importante fuente emisora de rayos en esta frecuencia, los cuales causancáncer de piel a exposiciones prolongadas. Este tipo de onda no se usa en las telecomunicaciones, sus aplicaciones son principalmente en el campo de la medicina.

Rayos X

La denominación rayos X designa a una radiación electromagnética, invisible, capaz de atravesar cuerpos opacos y de impresionar las películas fotográficas. La longitud de onda está entre 10 a 0,1 nanómetros, correspondiendo a frecuencias en el rango de 30 a 3.000 PHz (de 50 a 5.000 veces la frecuencia de la luz visible).

Rayos gamma

La radiación gamma es un tipo de radiación electromagnética producida generalmente por elementos radioactivos o procesos subatómicos como la aniquilación de un par positrón-electrón. Este tipo de radiación de tal magnitud también es producida en fenómenos astrofísicos de gran violencia.

RAYOS CATÓDICOS

los rayos catódicos son corrientes de electrones observados en tubos de vacío, es decir los tubos de cristal que se equipan por lo menos con dos electrodos, un cátodo (electrodo negativo) y un ánodo (electrodo positivo) en una configuración conocida como diodo.

Señales analógicas y señales digitales

Las señales analógicas son señales continuas que cambian de valores en cada instante de tiempo, y siendo estos valores infinitos,mientras que las señales digitales están compuestas por valores enteros para cada intervalo de tiempo.

Las señales digitales pueden ser discretas, cuando toman más de dos valores, 0, 1, 2, 3…, o binarias, cuando toman sólo dos valores,0 y 1. Actualmente se tiende a la digitalización de las señales ya que éstas presentan una serie de ventajas frente a las analógicas,como pueden ser, entre otras:

  1. Capacidad de compresión
  2. Mayor inmunidad al ruido
  3. Mayor economía de la electrónica digital
  4. Permiten sistemas de corrección de errores

Pero no todo son ventajas, el hecho de tener que convertir una señal analógica a digital para su transmisión y la conversión inversa en la recepción implica que haya una perdida de fidelidad con respecto a la señal original. Además las transmisiones de señales digitales requieren una sincronización exacta entre el receptor y el emisor.

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