Estudiante Ingeniería Eletrónica

TEMA 1
CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE SEÑALES Y SISTEMAS
I. SEÑALES
En el universo abundan las señales, tanto naturales como artificiales o producidas por el
hombre. Como ejemplos se tienen la voz humana, el canto de los pájaros, las imágenes de
televisión, la temperatura atmosférica, la velocidad del viento, la luz en una fibra óptica, los
datos enviados por un satélite, el código Morse, elrumbo de un avión, los impulsos eléctricos
que genera el corazón (electrocardiograma), etc.

Figura 1. Ejemplo de señal electrocardiográfica

1. Definición.
Cualquier fenómeno físico que varíe en el tiempo, o en el espacio o cualquier variable
independiente, que contiene información que se pueda medir y que se puede procesar, es una
señal. Las señales se procesan por medio de sistemas. Unaseñal es una variable física.
A menudo, las señales se ven alteradas por múltiples perturbaciones, y no es posible obtener
directamente la información contenida en ellas y hay que procesarlas. En el procesamiento de
señales se aplican técnicas para resaltar, extraer, almacenar o transmitir la información útil.
Las señales se procesan u operan mediante sistemas. El ruido es como una señal que nosuele
llevar información útil y casi siempre se considera indeseable.
Las señales eléctricas son las señales que se pueden medir con mayor facilidad y que se
pueden representar de forma más simple. Es por esto que se prefiere transformar variables
físicas en señales eléctricas. Los conceptos de señales y sistemas juegan un papel importante
en áreas tan diversas de la ciencia y la tecnologíacomo las telecomunicaciones, la
aeronáutica, la astronáutica, el diseño de circuitos, la acústica, la sismología, la ingeniería
biomédica, los sistemas de generación y distribución de energía, el control de procesos
químicos, procesamiento de voz, procesamiento de imágenes, etc.

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2. Notación.
Las señales se denotan con literales en minúscula seguido de otro literal entre paréntesis elcual representa la variable independiente.

x(t )
Variable independiente
Variable dependiente
Cuando la variable independiente es el tiempo t , indica que la señal depende del tiempo o
cambia en el tiempo. Las señales pueden tener una o más variables independientes: x(t ) , x[k ] ,
pv (h, v) , I [x, y, t ] . Una imagen I [x, y ] , por ejemplo, es una señal que define la intensidad debrillo de cada punto, tiene dos variables independientes que son coordenadas espaciales, que
indican la posición de cada punto de la imagen. La variable independiente puede ser otra
distinta del tiempo, por ejemplo, el espacio. Aunque no siempre la variable independiente es
el tiempo t, en este curso siempre lo será.
3. Representación de señales

Las señales se pueden representar de variasformas.
3.1 . En forma analítica.

La señal se representa en forma analítica o matemática expresada en términos de una
ecuación. Por ejemplo: x(t ) = 2e −3t u (t ) , es una señal exponencial que decrece en el tiempo y
que solo toma valores para instantes de tiempo positivo. Evaluando la ecuación, se puede
determinar el valor de la señal para cualquier instante del tiempo.
3.2 . En forma de tablade datos.

Una variable física se mide usando sensores. Un sensor entrega valores numéricos de la señal
medida en diferentes instantes del tiempo. Todos estos valores representan la señal.

t
x(t )

t
x(t )

t
x(t )

0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
2.0000 1.4816 1.0976 0.81314 0.60239 0.44626 0.33060 0.24491 0.18144 0.13441
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.70.099574 0.073766 0.054647 0.040484 0.029991 0.022218 0.016459 0.012193
1.8
1.9
2.0
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
0.0090332 0.0066919 0.0049575 0.0036726 0.0027207 0.0020156 0.0014932 0.0011062

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A partir de una tabla de datos, aplicando métodos de interpolación, se puede obtener una
ecuación que cumpla de forma muy aproximada con todos los datos de la tabla.
Se puede verificar que los...