Читать книгу Caracterización de los elementos y equipos básicos de instalaciones de telecomunicación en edificios. ELES0208 - José Javier Bermúdez Luque - Страница 9

Se van a exponer ahora una serie de conceptos básicos no solo utilizados en el área de radio y televisión, sino que servirán para comprender todas las comunicaciones a distancia o telecomunicaciones (radio, televisión, internet, megafonía, teléfono, etc.).

Lo primero que se debe saber es que, en todo proceso de comunicación a distancia, la información viaja por el aire en forma de ondas. En realidad, el modelo de propagación comprende un profundo estudio eléctrico y magnético que queda fuera del estudio de este manual, pero lo que sí debería quedar claro es el resultado final de ese estudio.

Este consistirá en comprender que, desde donde se genere la información a transmitir (emisora de radio o televisión), existen unas antenas que lanzan a la atmósfera unos impulsos electromagnéticos que se propagan por el aire en forma de ondas. En el destino (antenas receptoras de radio y televisión), esas ondas son interpretadas por las correspondientes antenas y transformadas en señales capaces de ser reproducidas en televisores y radios.

Nótese, por tanto, que existen antenas emisoras de ondas y antenas receptoras de ondas.

Para comprender cómo viajan por el aire esos impulsos electromagnéticos, se recurre a un modelo matemático mediante el que se puede representar el viaje realizado por esas ondas, a través de una gráfica que muestra la potencia que ha ido teniendo la onda a lo largo de dicho viaje y el tiempo que ha durado.

Representación del viaje de una señal de telecomunicaciones por el aire, donde la potencia de la misma se representa en el eje Y y el tiempo en el eje X

Para comprender mejor todo este proceso, se estudiarán a continuación una serie de conceptos relacionados con este modelo de representación.

Frecuencia

La frecuencia es el número de repeticiones que tiene una onda en cada segundo. Se representa mediante la letra F. Es la frecuencia con la que se repiten los mismos valores en una onda. Como se observa en la figura anterior, la forma de la onda se va repitiendo y todas las repeticiones que se den en un segundo (marcado en el eje de tiempos X) será la frecuencia de esa onda. A esas repeticiones, también se les puede denominar ciclos, por tanto, sería lo mismo hablar de ciclos por segundos o, traducidos al Sistema Internacional de Unidades, hercios (Hz). Como unidades que son, se pueden encontrar magnitudes de kilo, mega, giga, etc., es decir, 1 kHz = 1.000 Hz, y así sucesivamente.

Ejemplo

Las distintas figuras representan ejemplos de ondas a distintas frecuencias.

Onda 1: sus ciclos duran 0,01 s. Es decir, se repite cada 0,01 s. Por tanto, con una sencilla regla de 3, se sabrá que, si en 0,01 s se repite una vez, en 1 s se repetirá 100 veces. De esta forma, se dice que tendrá una frecuencia de 100 ciclos/s o, lo que es lo mismo, 100 Hz.

Onda 2: en este caso, en 0,01 s hay 2 repeticiones, es decir, la onda se repite más frecuentemente. Concretamente, cada 0,005 s. Por tanto, en 1 s habrá 200 repeticiones o, lo que es lo mismo, 200 Hz.

Ondas a distintas frecuencias

Periodo

Es la duración o el tiempo (en segundos) que tarda cada ciclo de una onda en repetirse. Es decir, el tiempo que transcurre de una repetición a otra, lo que en la figura se ha representado como la duración de un ciclo de la onda. Mate-máticamente, coincide con la inversa de la frecuencia y se mide en segundos. Su representación es mediante la letra T. Así:

T = 1/F

Ejemplo

Estudiando la gráfica del ejemplo anterior:

1 Onda 1: sus ciclos se repiten cada 0,01 s, por tanto, su periodo será: T = 0,01 s.

2 Onda 2: en cada 0,01 s hay 2 ciclos, por tanto, su periodo será de: T = 0,005 s.

Amplitud

La amplitud es el valor de potencia de la onda, aunque también puede expresar tensión o decibelios, que se estudiarán más adelante. Se mide según el valor a donde llegue la onda en la escala del eje Y.

En definitiva, si los conceptos anteriores reflejaban condiciones de tiempos y repeticiones, este concepto representa la magnitud física con la que la señal es recibida. Es el valor de la señal. Si representa potencia, se mide en vatios (W).

Recuerde

La frecuencia se puede medir en repeticiones por segundo, ciclos por segundo o, como normalmente se encontrará en todos los libros, en Hz (hercios).

El periodo se mide en segundos y coincide con la inversa de la frecuencia.

La amplitud se mide normalmente en vatios (potencia), aunque también en voltios (tensión) o decibelios (medidas relativas).

Señal de 1 W de amplitud, 2 Hz de frecuencia (2 repeticiones en un segundo) y 0,5 s de periodo

Aplicación práctica

Imagine que su empresa adquiere un nuevo equipamiento de telecomunicaciones y, en las hojas de características, le informan que las señales que dicho equipamiento es capaz de manejar tienen la siguiente forma:

Señales del equipamiento adquirido

Su encargado le pide que le informe sobre el periodo con el que el nuevo equipamiento es capaz de trabajar. ¿Cómo la calcularía?

SOLUCIÓN

Ya se sabe que el periodo es el tiempo que tarda cada ciclo de onda en repetirse, pero, lejos de estar contando los segundos que hay entre crestas de señal, tarea que pudiera resultar muy engorrosa, sobre todo con altas frecuencias, se podría aplicar la conocida relación: T = 1/F. Por tanto, usted le podría informar a su encargado de que:

1 La onda 3: T = 1/F = 1/440 = 0,0022 s = 2,2 ms.

2 La onda 4: T = 1/F = 1/880 = 0,0011 s = 1,1 ms.

Actividades

3. De los conceptos estudiados, ¿cuáles se basan en el eje X y cuáles en el Y?

4. Reflexionar sobre cómo el doble de repeticiones de una onda corresponde con el doble de frecuencias.

5. Buscar información acerca del proceso inverso que sufren periodo y frecuencia.