datos, señales y codificacion

Datos, Señales y Codificación
Carlos Figueira
Mayo 1996

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1. Presentación
Presentaremos, en dos charlas, las bases sobre las cuáles se apoya la
transmisión de información. En esta charla hablaremos de:
Datos y señales
Codificación y modulación
Canales
Multiplexing de señales
Todos estos tópicos se ubican en la capa física del modelo OSI de Redes.

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2. Datos y Señales
Losdatos contienen o son la información
Son producidos por algún proceso, que puede ser
• contínuo: una señal de voz, movimiento de un pistón, etc.
• discreto: una nómina, una base de datos de un computador, un
telegrama, etc.

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2.1.

Datos analógicos
Los datos analógicos son generalmente originados por procesos
físicos contínuos, que pueden ser representados como una función
deltiempo
D(t) = f (t), l´ım f (t) = f (a)
t→a

Sus valores se encuentran en un rango, generalmente acotado, de
infinitos valores.
Ejemplo: la temperatura del motor de un carro.

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2.2.

Datos Digitales
Los datos digitales toman valores discretos, es decir, un número finito
de valores, tales como 1 y 0
Pueden ser
• producidos directamente por procesos discretos (por ejemplo,
texto de uncomputador), o
• producidos por discretización o digitalización de datos analógicos
(conversión analógico-digital)
• La conversión de los valores producidos por un proceso contínuo
(contínuos en el tiempo) en datos digitales implica, además de la
discretización, un proceso de muestreo de la señal.

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Señales Contínuas y Discretas

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2.3.

Señales
Una señal es una función quedescribe los valores de un determinado
fenómeno o proceso (temperatura, presión), en función del tiempo
Una señal puede ser contínua o discreta

Cuando tenemos datos que varían con el tiempo, como es el caso del
voltaje generado por un texto de computador transmitido a través de un
cable, o de los valores recogidos por un sensor de temperatura, diremos
que los datos están representados ocontenidos en la señal.

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2.3.1.

Representación frecuencial de señales

Una señal s(t) periódicaa puede generalmente representarse
matemáticamente por una Serie de Fourier
∞

∞

1
s(t) = c +
an sen(2πnf t) +
bn cos(2πnf t)
2
n=1
n=1
donde f = 1/T es la frecuencia fundamental de la señal y an y bn
son las amplitudes correspondientes al seno y al coseno de los
armónicosnésimos.
Una señal puede representarse con un gráfico Potencia vs Frecuencia,
donde la potencia de cada armónico se calcula como a2n + b2n
a En

el caso de señales no periódicas, las sumatorias se convierten en integrales.

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Sumando
Componentes
de Frecuencia

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Dominio de
Frecuencia

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Potencias Relativas
Frecuentemente se requiere comparar las potencias P1 y P2 de dosseñales, por ejemplo en la entrada y salida de un circuito, en el origen y
destino de una línea de transmisión, o simplemente para comparar señal
con ruido.
Por convención, esto se hace de manera logarítmica:
N = 10 log10
Esta tasa se mide en decibels, escrito dB.

10

P2
P1

Espectro acústico

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2.3.2.

Ancho de Banda

Se llama ancho de banda de una señal al rango de frecuenciasde
potencia “significativa”. Por ejemplo, la señal de voz tiene potencias
significativas entre 300 y 3500 Hz, aproximadamente.
En la práctica, se toma como punto de corte cuando la potencia cae a
la mitad. Este es el punto de -3dB.
10 log10

P (f )
1/2P max
= 10 log10
= −3dB
P max
P max

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2.3.3.

Efecto del canal sobre una señal

La distorsión de una señal al transmitirsepor un canal depende del
ancho de banda de la señal y del ancho de banda del canal.
El ancho de banda de un canal es el rango de frecuencia que ese canal
permite, fuera del cual la atenuación es mayor (efecto de filtro).
En general, un canal posee una respuesta en frecuencia que indica
como afecta cada una de las componentes de frecuencia de una señal

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2.3.4.

Ruido

El ruido...