23 Abr
1. ¿Cuál es la definición de ruido eléctrico en el contexto de circuitos electrónicos de comunicación?
El ruido eléctrico puede definirse como cualquier tipo de energía eléctrica no deseada presente en la banda de paso de la señal de información. Es una señal o un conjunto de señales indeseables de origen aleatorio que se suman a la señal de información y que pueden ocasionar ciertos problemas en la comunicación, como que la señal recibida pierda calidad o incluso deje de ser recibida correctamente.
2. ¿Cuál es el criterio de clasificación principal del ruido en una primera aproximación y cuáles son las dos categorías resultantes?
En una primera aproximación, podríamos clasificar el ruido atendiendo a si existe una relación entre la señal enviada y el propio ruido.
- Ruido correlacionado: Existe una cierta relación entre la señal y la fuente de ruido. Es un ruido que únicamente puede manifestarse en presencia de la señal.
- Ruido no correlacionado: Es un ruido que puede estar presente en el sistema de comunicación independientemente de que haya o no señal.
3. Explique la diferencia fundamental entre el ruido externo y el ruido interno.
1. Ruido externo
Es aquel cuyo origen está fuera del medio, circuito o dispositivo de tratamiento de la señal en el sistema de comunicaciones.
2. Ruido interno
Tiene su origen en el propio medio, dispositivo o circuito de tratamiento de la señal.
4. ¿Qué es el ruido atmosférico, cuál es su causa y cómo se caracteriza su magnitud?
También conocido como electricidad estática, es una fuente de ruido que se debe a las perturbaciones eléctricas que se producen de forma natural en la atmósfera terrestre. Es un ruido que se caracteriza porque su magnitud es inversamente proporcional a la frecuencia, por lo que su influencia en los sistemas de comunicaciones se considera insignificante a frecuencias superiores a los 30 MHz.
5. Describa las dos fuentes que componen el ruido extraterrestre y explique brevemente su naturaleza.
Ruido solar
Tiene una doble magnitud: por una parte, se produce cuando el Sol se encuentra en calma, suponiendo una radiación de intensidad constante.
Ruido cósmico
Al ruido cósmico también se le conoce como ruido de cuerpo negro; es un ruido que se distribuye de manera bastante uniforme por el cielo.
6. ¿A qué se debe el ruido de origen humano y por qué también se le conoce como ruido industrial?
Se debe principalmente a la actividad industrial del ser humano, teniendo su origen en las chispas que se producen en infinidad de automatismos como los motores eléctricos, variadores de velocidad, contactores, relés, conmutadores, generadores, lámparas, etc. Se lo conoce también como ruido industrial, precisamente por derivarse de dicha actividad humana.
7. Explique en qué consiste el ruido de disparo y cuál es su causa física según la descripción matemática de W. Schottky.
Es un tipo de ruido descubierto y descrito matemáticamente por W. Schottky en 1918. Es un ruido presente en componentes electrónicos como los diodos, transistores y válvulas de vacío, y es debido a la llegada aleatoria de los electrones y huecos a la salida de estos dispositivos, como consecuencia de que no se mueven en un flujo continuo y estable, ya que la distancia que recorren varía de manera aleatoria.
8. ¿Qué es el ruido térmico, por qué también se le conoce como ruido blanco y cómo se expresa matemáticamente su densidad de potencia?
El ruido térmico se debe a la agitación térmica de los electrones que forman la materia, estando presente en todos los medios, circuitos y dispositivos. Es un ruido aleatorio, continuo, aditivo y predecible. También se lo conoce como ruido blanco, ya que tiene la propiedad de que su densidad de potencia (definida como la potencia del ruido por unidad de ancho de banda) se mantiene constante.
Expresión matemática: N₀ = KT [W/Hz]
9. ¿Cuál es la condición fundamental para que exista ruido correlacionado en un circuito y a qué fenómeno principal se debe?
La condición fundamental para que exista este ruido es que un dispositivo o circuito debe tener una señal de entrada. Se debe principalmente a las no linealidades presentes en diversos circuitos electrónicos, especialmente en los amplificadores de señal.
10. Defina la distorsión armónica y explique qué son los armónicos en este contexto.
La distorsión armónica consiste en la aparición de armónicos no deseados de una señal. Los armónicos son múltiplos enteros de la frecuencia de la señal de entrada original. Aparecen tras el proceso de amplificación de la señal debido a las no linealidades del sistema.
11. ¿Qué es la distorsión por intermodulación y bajo qué condición se produce?
Es un fenómeno indeseable que ocurre cuando dos o más señales se amplifican y el circuito presenta no linealidad. En este caso, se producen frecuencias de suma y resta no deseadas que se conocen como frecuencias de productos cruzados. Para que exista distorsión por intermodulación, deben haber obligatoriamente dos o más señales de entrada.
12. ¿Cuál es la función principal de un transmisor de radiofrecuencia y qué procesos básicos realiza sobre la señal de información?
Son los dispositivos encargados de procesar la señal de información que queremos enviar y generar la señal modulada que se propagará por el medio de transmisión. Los procesos básicos que realiza son:
- Producir la señal portadora que transportará la información.
- Modular la señal de información creando la señal modulada.
- Amplificar la señal modulada hasta la potencia necesaria para que alcance el receptor.
13. En el contexto de los receptores, defina los parámetros de sensibilidad, selectividad y fidelidad.
- Sensibilidad: Es un parámetro muy importante, pues determina fundamentalmente el alcance del sistema. Se define como el nivel mínimo de señal que es necesario a la entrada para recibir la información correctamente.
- Selectividad: Es la capacidad de rechazar aquellas señales muy próximas a la banda de frecuencias de la señal recibida que no son deseadas.
- Fidelidad: Es la capacidad de reproducir la señal emitida sin distorsión.
14. Explique la principal limitación de los receptores homodinos que los hace poco utilizados actualmente.
Es poco utilizado porque la señal que se recibe por la antena apenas dispone de unos pocos microvoltios de amplitud y el demodulador precisa trabajar en el orden del voltio. Por lo tanto, se requiere que el amplificador tenga una elevada ganancia (10⁶) a la frecuencia de la señal portadora que se desea recibir en RF, lo cual es técnicamente complejo.
15. ¿Cuál es el principio de funcionamiento de un receptor superheterodino y cómo mejora la selectividad respecto al homodino?
Mejora la selectividad respecto al homodino por su facilidad al sintonizar todas las etapas de amplificación simultáneamente. Empleando un mezclador, la señal recibida por la antena (señal RF) es transferida a una frecuencia conocida como frecuencia intermedia (FI) gracias a la mezcla con un tono puro procedente de un oscilador local. En este tipo de receptores, el filtrado puede ser realizado por circuitos que trabajan a una frecuencia fija, lo que ofrece mayores prestaciones y sencillez.
16. Describa el problema de la frecuencia imagen en un receptor superheterodino y una forma de mitigarlo.
La frecuencia imagen es el reflejo de la frecuencia de la señal RF respecto de la frecuencia del oscilador. Si en la frecuencia imagen existe cualquier ruido o señal, esta se sumaría a la señal RF a la entrada del mezclador y sería imposible eliminarlo. Para mitigarlo, se debe emplear un filtro de RF situado tras la antena, el cual debe eliminar la frecuencia imagen antes de la mezcla.
17. ¿Cuál es la diferencia fundamental entre un transmisor homodino y uno heterodino en cuanto a la generación de la señal modulada?
En los transmisores homodinos, se realiza la modulación directamente sobre la propia frecuencia de emisión. En cambio, en los transmisores heterodinos, la modulación se realiza inicialmente sobre una frecuencia intermedia para luego ser trasladada a la frecuencia final.
18. Compare las características de los transmisores homodinos de modulación de bajo nivel y alto nivel.
Modulación de bajo nivel:
- Se realiza la modulación al inicio.
- Se amplifica la señal ya modulada.
- Se filtran los armónicos y espurios.
- La señal llega a la antena.
Modulación de alto nivel:
- Se genera y amplifica la señal portadora.
- Se amplifica la señal moduladora.
- Se realiza la modulación en la etapa final de potencia.
- Se emplea un filtro para eliminar los armónicos y espurios resultantes de la modulación.
- La señal llega a la antena.
Deja un comentario