lunes, 6 de febrero de 2012


TIPOS DE SEÑALES

Señales periódicas y aperiódicas
Una señal es periódica si completa un patrón dentro de un marco de tiempo medible, denominado periodo, y repite ese patrón en periodos idénticos subsecuentes. Cuando se completa un patrón completo, se dice que se ha completado un ciclo.
El periodo se define como la cantidad de tiempo (expresado en segundos) necesarios para completar un ciclo completo. La duración de un periodo, representado por T, puede ser diferente para cada señal, pero es constante para una determinada señal periódica. Las señales reguladas por las funciones trigonométricas son de este tipo. En cada instante de tiempo se puede establecer el valor dela señal y su magnitud, la señal se repite cada 360 grados o cada 2 p radianes. Tales señales tienen tres características básicas que son: Amplitud, Período y Fase. Tal como se muestra en la gráfica de la figura siguiente: Figura 1.25

Señal Periódica
La Amplitud es la máxima altura de la onda y por lo general se mide en voltios, aunque dependiendo de la magnitud también se puede medir en Ampers o Watts. La Fase es el atraso o adelanto de la señal y se mide en grados o radianes. El Período es la duración en segundos para que se ejecute un ciclo de la señal. Una onda seno (como la de la figura 1.25) es la señal periódica más sencilla. Una señal aperiódica, o no periódica, cambia constantemente sin exhibir ningún patrón ociclo que se repita en el tiempo. Sin embargo, se ha demostrado mediante una técnica de nominada transformada de Fourier, que cualquier señal aperiódica puede ser descompuesta en un número infinito de señales periódicas. Comprender las características  de una señal periódica proporciona, además, conocimientos sobre las señales aperiódicas. Las señales aperiódicas señales pueden ser:
Estrictamente limitadas en el tiempo: Son aquellas señales que por sí mismas tienen un nacimiento y un final. Por ejemplo, un impulso eléctrico o una señal como la mostrada en lafigura 1.26.
Asintóticamente limitadas en el tiempo: Son aquellas que producto de ser racionales y como resultado de una división, en ciertos puntos, tienden a infinito. Por ejemplo la función tangente o cotangente. La función tangente es la que se presenta en la figura 1.27, se asume que entre un par de asíntotas esta el comienzo y el final de la señal.
Figura 1.26 Señal aperiódica limitada en el tiempo, inicia en t oy finaliza en t 1


 También se consideran asintóticamente limitadas en el tiempo aquellas señales que sufrenun comportamiento abrupto y se considera que tiende a infinito la señal en tal punto. Por ejemplo un electrocardiograma al momento de ser analizado los puntos de sobresalto rompen el análisis de la misma y se pueden considerar distorsiones de la señal, o, puntos determinación de un subintervalo.
              
Figura 1.27 Señal aperiódica asintóticamente limitada en el tiempo

 Igual ocurre con las ondas cerebrales como las mostradas en la figura No 7. En donde entret0 y t1 se puede considerar el comienzo y el final de la señal para su análisis, puesto que el cambio es abruto Igual ocurre entre t1 y t2.Figura 1.28

Señal asintóticamente limitada en tiempo por cambios abruptos en la seña

Señales determinanticas y aleatorias
Una señal determinantica es una señal en la cual cada valor esta fijo y puede ser determinado por una expresión matemática, regla, o tabla. Los valores futuros de esta señal pueden ser calculados usando sus valores anteriores teniendo una confianza completa en los resultados. Una señal aleatoria, tiene mucha fluctuación respecto a su comportamiento. Los valores futuros de una señal aleatoria no se pueden predecir con exactitud, solo se pueden basar en los promedios de conjuntos de señales con características similares. No se pueden representar unívocamente por una función del tiempo, sino por un enjambre. Cada una delas funciones que la componen se llama realización o muestra. La figura 1.29 muestra una serie de n realizaciones o muestras. La muestra 1 corresponde a una señal de un electrocardiograma, la dos a una señal pulsante, la tercera a una señal triangular y la n-esima a una señal ruidosa. El conjunto de las n señales constituye en sí una señal aleatoria, cuando en el instante t0 el valor que puede tomar la señal puede ser el de la primera realización, el de la segunda o el de la n-esima; es decir, puede ser cualquiera, así que, se establece la variable aleatoria X = {x1, x2, x3,..., xn}. El valor tomado por la variable en t0depende de la realización o muestra que se dé en tal instante, de darse la primera, se obtendrá  x1, sí se da la segunda el valor será x2 y así sucesivamente. En el instante t1 el valor de la señal no se puede dar con certeza como en las señales determinísticas, este valor se dará por las reglas del azar, dependiendo que señal(realización) se presente: la triangular, la rectangular, la cardiaca, la ruidosa, etc. Así, estará ocurriendo en cada instante de tiempo, no habrá certeza de que realización se dé y por ende, no habrá certeza del valor a obtener
Señales de energía y de potencia
Una señal de energía es una señal en forma de pulso que normalmente existe solo durante un intervalo finito de tiempo o, aun cuando se encuentre presente por un lapso infinito, tiene, al menos, la mayor parte de su energía concentrada en intervalo finito de tiempo. Para lo sistemas eléctricos , una señal es una de tensión o una corriente. La potencia instantánea disipada por una tensión e(t) es una resistencia R esP =½ e(t)½ 2/R watts y para una corriente i(t)P =½i(t)½2 / R watts

En cada caso la potencia instantánea es proporcional al cuadrado de la magnitud de la señal.Para una resistencia de un ohm, estas ecuaciones toman la misma forma, por lo que esusual, en el análisis de señales, referirse a la potencia instantánea asociada con una señaldad
 f (t) comoP =½ f (t)½2 / R watts Aunque puede parecer que las dimensiones no son correctas en la ecuación anterior, laconvención implica multiplicar o dividir por una resistencia adecuada.De acuerdo con esta convención, la energía disipada por la señal durante un intervalo detiempo (t1,t
2) est2E =½ f (t)½2 t joulest1
 Una señal se dice que es de potencia si
P es finito, lo que implica que E es infinito. Ej. Unaseñal periódica.Se define como señal de energía aquella para la cual la ecuación anterior es finita, auncuando el intervalo de tiempo sea infinito; esto es, cuandoE =½ f (t)½2 t < joules-Clasificación de señales por su Energía y Potencia:
·
Energía finita: Ejemplo: pulso limitado en el tiempo
·
 Energía infinita y potencia finita: Ejemplo: señales periodicas.
·
 Energía y potencia infinita.

Señales analógicas y digitales
1.4.4.1

Señal análogica
Es una señal cuya forma de onda cambia continuamente en el tiempo. A medida que laonda cambia de un punto a otro incluye un número infinito de valores en su camino. Laseñal de la figura 1.30 así lo muestra.Ejemplo: El velocímetro. La velocidad de un auto varia gradualmente sobre un intervalocontinuo de valores, la velocidad del auto se puede variar entre valores de 0 y 100 Km./h.

Señales analógicas simples
La onda seno es la forma más fundamental de una señal analógica periódica. Visualizadacomo una única curva oscilante, su cambio a lo largo del curso de un ciclo es suave yconsistente, un flujo continuo. La figura 1.31 muestra una onda seno. Cada ciclo estáformado por un único arco sobre el eje del tiempo seguido por un único arco por debajo deél. Las ondas seno se pueden describir completamente mediante tres características: amplitud, periodo (o su inverso frecuencia) y fase

Señal Digital 
La magnitud de voltaje que representa a la señal en el tiempo puede tomar un valor de unconjunto finito y discreto de valores para un instante determinado de tiempo. Las líneasverticales de la señal demuestran que hay un salto repentino entre un valor y otro de laseñal; las regiones planas altas y bajas indican que estos valores son fijos. En la figura 1.40se muestra una señal digital. Figura 1.40. Señal digital




Ejemplo: Reloj Digital. La hora varia continuamente pero la lectura del cronometro nocambia de la misma manera. Se desprecian los segundos transcurridos desde un minutohasta que se alcanza el siguiente minuto

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