Introducción a los sistemas digitales

INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DIGITALES

SISTEMAS ANALÓGICOS Y DIGITALES
Introducción a los Sistemas
En una primera aproximación se puede decir que un sistema es un conjunto de elementos que guardan
algún tipo de relación. Esta definición es tan poco concreta que sirve para cualquier tipo de sistema.
Los elementos de un sistema pueden tener a su vez estructura de sistema. En este caso seríansubsistemas del sistema al que pertenecen.
De lo anterior se desprende que según la escala que se emplee en la observación de un elemento, éste
puede ser considerado como un sistema o subsistema.
Una primera clasificación de los sistemas podría ser la siguiente. Existen sistemas naturales ( los
generados por la naturaleza ) y sistemas artificiales ( hechos por el hombre ). Está claro que lossistemas
electrónicos se encuentran dentro de los sistemas artificiales.
Un tema importante al hablar de sistemas es la comunicación entre sistemas que se produce por
medio de una transferencia o intercambio de energía. Un ejemplo es la radio, donde el emisor, a través
de una antena, emite energía en forma de ondas electromagnéticas que son detectadas por el receptor;
en definitiva se haproducido un intercambio energético. Un sistema que no se comunica con otros no
recibe ni emite energía y constituye un universo o sistema cerrado; en caso contrario se dice que es
abierto.
Dos aspectos fundamentales de cualquier sistema son su estructura y su comportamiento. La estructura
de un sistema la componen los elementos que lo forman y los enlaces que relacionan a estos
elementos. Elcomportamiento de un sistema hace referencia a la dependencia que existe entre los
canales de salida, los canales de entrada y el estado del sistema (conjunto de situaciones internas que
definen en cada momento al sistema ).
Para ilustrar el concepto general de sistema, se utiliza una caja que recibe una cierta entrada X(t) ( canal
de entrada ) , cuyo valor puede variar en función del tiempo, yque genera una salida Z(t) ( canal de
salida ), cuyo valor puede estar en general condicionado por todos los valores previos que haya tomado
la entrada.
La entrada y la salida pueden ser de naturaleza muy variadas, desde magnitudes físicas continuas hasta
información digital representada mediante un cierto convenio.
En general, las variables X y Z no tienen por qué ser escalares, si no quepueden ser vectores, lo cual
permite incluir en la definición sistemas con n entradas y m salidas. Cuando un sistema f ( ver fig. 1 ) se
representa mediante una caja con su entrada y su salida, se dice que se desconoce su estructura
interna. Se dice por tanto que el comportamiento de un sistema está completamente especificado
cuando conocidos todos los valores de X(t) en un intervalo de temporalse puede conocer el valor de Z(t)
en cualquier instante.

figura 1

Sistemas analógicos y digitales
Los sistemas electrónicos procesan la información que les llega a sus entradas. En general, la
información que llega a estas entradas proviene de magnitudes físicas del mundo real en el que vivimos.
Estas magnitudes son temperatura, presión, longitud, velocidad, tensión, intensidad, etc.que tienen un
carácter continuo o analógico. La utilización de alguna de estas magnitudes dependerá de la aplicación
específica para la que esté diseñando mi sistema electrónico.
Lo que si parece lógico pensar es que estas magnitudes físicas entrada deben llegar en forma de señal
eléctrica. Por este motivo se suelen utilizar sensores o transductores que captan la magnitud física y latransforman en señal eléctrica para que pueda ser procesada en mi sistema electrónico. En la figura 2 se
ve un ejemplo de esta situación en un sistema de adquisición de datos de laboratorio.

figura 2
Por tanto, podemos definir una señal eléctrica como una representación de la variación de una
magnitud eléctrica ( tensión o intensidad ) frente al tiempo. La magnitud más utilizada es la tensión. Este...