Ruido. Br. Franghelina Barreses

1. República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para La Educación Universitaria,
Ciencia y Tecnología
Instituto Universitario Politécnico "Santiago Mariño"
Extensión Maturín
RUIDO
Profesor Bachiller:
Ing. Barreses Franghelina C.I: 25.782.354
Maturín, Marzo de 2019

2. INTRODUCCIÓN
En principio, puede definirse como ruido a cualquier señal indeseable en un sistema de
telecomunicaciones. Sin embargo, tal definición resultaría ambigua, ya que permite
interpretar como ruido a fenómenos tales como intermodulación, interferencias, etc. que, en
gran medida son controlables mediante un diseño adecuado del sistema y los circuitos que lo
conforman. El ruido es un fenómeno natural, inevitable y generalmente incontrolable. En
otras palabras, el ruido siempre estará presente en cualquier sistema de comunicaciones y
contribuirá, en mayor o menor medida, al deterioro de la señal a la salida del receptor, además
de constituir el principal factor limitante en su detección. De acuerdo con lo anterior, el ruido
es efectivamente una “señal” indeseable, aunque el uso del término señal es discutible, ya
que el ruido no representa información excepto en casos muy aislados. El ruido, la distorsión
y la interferencia juegan un papel muy importante en los sistemas de comunicación, ya que
limitan la calidad de la señal de información, si bien su naturaleza es completamente
diferente. El ruido es, esencialmente aleatorio tanto en amplitud como en fase, en tanto que
la distorsión y la interferencia siguen, por lo general, patrones determinados, con frecuencia
difíciles de identificar. Según su origen, el ruido puede clasificarse como natural o artificial.

3. RUIDO
En comunicación, se denomina 'ruido a toda señal no deseada que se mezcla con la señal útil
que se quiere transmitir. Es el resultado de diversos tipos de perturbaciones que tiende a
enmascarar la información cuando se presenta en la banda de frecuencias del espectro de la
señal, es decir, dentro de su ancho de banda.
Por ruido se entiende toda componente de tensión o intensidad indeseada que se superpone
con la componente de señal que se procesa o que interfiere con el proceso de medida. El
ruido de un sistema se puede clasificar en uno de los dos siguientes grupos:
- Ruido interno o inherente: que corresponden al que se genera en los dispositivos
electrónicos como consecuencia de su naturaleza física (ruido térmico, ruido por cuantización
de las cargas, ruido de semiconductor, etc.). El ruido inherente es de naturaleza aleatoria.
- Ruido externo o interferencias: que corresponde al que se genera en un punto del sistema
como consecuencia de acoplamiento eléctrico o magnético con otro punto del propio sistema,
o con otros sistemas naturales (tormentas, etc.) o construidos por el hombre (motores,
equipos, etc.). El ruido de interferencia puede ser periódico, intermitente, o aleatorio.
Normalmente se reduce, minimizando el acoplo eléctrico o electromagnético, bien a través
de blindajes, o bien, con la reorientación adecuada de los diferentes componentes y
conexiones.
El ruido se puede abordar desde dos puntos de vista:
- Mediante métodos que tratan de reducir el ruido en sus fuentes y en su propagación, como
son las técnicas de cableado, blindaje, o diseño de dispositivos de bajo ruido. Estas técnicas
son las más óptimas ya que no degradan las prestaciones del sistema, aunque su aplicación
no siempre es eficaz o posible.
- Mediante métodos de filtrado y promediado de la señal, para amortiguar el nivel de ruido
frente a la señal que se procesa. Estas técnicas suelen ser de aplicación más general y efectiva,
pero suelen reducir las prestaciones (por ejemplo, anchura de banda) del sistema.

4. TIPOS DE RUIDO
Ruido de disparo
El ruido de disparo es un ruido electromagnético no correlacionado, también llamado ruido
de transistor, producido por la llegada aleatoria de componentes portadores (electrones y
huecos) en el elemento de salida de un dispositivo, como ser un diodo, un transistor (de efecto
de campo o bipolar) o un tubo de vacío. El ruido de disparo está yuxtapuesto a cualquier
ruido presente, y se puede demostrar que es aditivo respecto al ruido térmico y a él mismo.
Ruido de Johnson-Nyquist
También conocido como ruido termal es el ruido generado por el equilibrio de las
fluctuaciones de la corriente eléctrica dentro de un conductor eléctrico, el cual tiene lugar
bajo cualquier voltaje, debido al movimiento térmico aleatorio de los electrones.
Ruido de parpadeo
Es una señal o proceso con una frecuencia de espectro que cae constantemente a
altas frecuencias con un espectro rosa.
Ruido a ráfagas
Este ruido consiste en unas sucesiones de escalones en transiciones entre dos o más niveles
(no gaussianos), tan altos como varios cientos de milivoltios, en tiempos aleatorios e
impredecibles.
Ruido de tránsito
Está producido por la agitación a la que se encuentra sometida la corriente de electrones
desde que entra hasta que sale del dispositivo, lo que produce una variación aleatoria irregular
de la energía con respuesta plana.
Ruido de intermodulación
Es la energía generada por las sumas y las diferencias creadas por la amplificación de dos o
más frecuencias en un amplificador no lineal.

5. Explique el análisis estadístico de ruido y circuitos equivalentes.
El ruido blanco o sonido blanco es una señal aleatoria (proceso estocástico) que se
caracteriza por el hecho de que sus valores de señal en dos tiempos diferentes no
guardan correlación estadística. Como consecuencia de ello, su densidad espectral de
potencia (PSD, siglas en inglés de power spectral density) es una constante, es decir, su
gráfica es plana.1 Esto significa que la señal contiene todas las frecuencias y todas ellas
muestran la misma potencia. Igual fenómeno ocurre con la luz blanca, de allí la
denominación.
El ruido blanco es una señal no correlativa, es decir, en el eje del tiempo la señal toma valores
sin ninguna relación unos con otros. Cuando se dice que tiene una densidad espectral de
potencia plana, con un ancho de banda teóricamente infinito, es que en un gráfica espectral
de frecuencia tras haber realizado una descomposición espectral de Fourier, en el dominio de
la frecuencia veríamos todas los componentes con la misma amplitud, haciendo el efecto de
una línea continua paralela al eje horizontal.
Si la PSD no es plana, entonces se dice que el ruido está "coloreado" (correlacionado). Según
la forma que tenga la gráfica de la PSD del ruido, se definen diferentes colores.

6. Densidad espectral de potencia (PSD) del ruido blanco estimada con el método de Welch.
Eje de las ordenadas (y): potencia/frecuencia (dB/Hz); eje de las abscisas (x): frecuencia
(kHz).
Circuitos equivalentes
Representación circuital del ruido. Una resistencia real, con ruido, se puede modelar
mediante una resistencia ideal, sin ruido, más un generador de ruido ideal. El generador puede
ser de tensión ó de corriente, según que se emplee un circuito equivalente tipo Thevenin ó
Norton, como muestra la figura. Notar que en cualquier caso, en el generador de ruido se
indica el cuadrado del valor eficaz ó valor cuadrático medio.
El motivo de esta representación es que al asociar dos resistencias en serie el valor cuadrático
medio de la tensión ruido resultante es la suma del valor cuadrático medio de la tensión de
ruido generada por cada una. Y cuando se asocian dos resistencias en paralelo el inverso del
valor cuadrático medio de la tensión ruido resultante es la suma del inverso del valor
cuadrático medio de la tensión de ruido generada por cada una. El cálculo del ruido generado
por la asociación de resistencias se muestra en la figura.

7. Defina y explique la Relación Señal- a -Ruido. Factor de Ruido y explique y de ejemplo
del cálculo de ruido en sistemas con circuitos activos y pasivos.
La relación señal/ruido o S/R (en inglés signal-to-noise ratio, abreviado SNR o S/N) se
define como la proporción existente entre la potencia de la señal que se transmite y la potencia
del ruido que la corrompe. Este margen es medido en decibelios. Rango dinámico y relación
señal/ruido para referirse a este margen que hay entre el ruido de fondo y nivel de referencia,
pueden utilizarse como sinónimos. No ocurre lo mismo, cuando el rango dinámico indica la
distancia entre el nivel de pico y el ruido de fondo. Que en las especificaciones técnicas de
un equipo aparezca la relación señal/ruido indicada en decibelios no significa nada si no va
acompañado por los puntos de referencia utilizados y las ponderaciones.
Para indicar correctamente el margen dinámico, la medida en dB debe ir acompañada por:
 la curva de ponderación.
 el nivel de referencia.
Por ejemplo, en el caso de un magnetófono en unas especificaciones técnicas
encontraríamos:
60 dB, CIR 468-3 (ref. 1 kHz, 320 nWb/m−1).

8.  CIR 468-3 es la curva de ponderación
 1 kHz es la frecuencia de referencia
 320 nWb/m−1 es el nivel magnético en que se ha grabado el nivel de referencia.
Evidentemente, para poder comparar equipos en lo que se refiere a su respuesta en frecuencia,
los equipos deben haber medido esta relación señal/ruido utilizando la misma curva de
ponderación y nivel de referencia.
Factor de Ruido
La magnitud del ruido generado por un dispositivo electrónico, por ejemplo un amplificador,
se puede expresar mediante el denominado factor de ruido (F), que es el resultado de dividir
la relación señal/ruido en la entrada (S/R)ent por la relación señal/ruido en la salida (S/R)sal,
cuando los valores de señal y ruido se expresan en números simples:
𝐹 =
(
𝑆
𝑅
) 𝑒𝑛𝑡
(
𝑆
𝑅
) 𝑠𝑎𝑙
Sin embargo, como los valores de la relación señal/ruido suelen expresarse en forma
logarítmica, normalmente en decibelios, el factor de ruido en decibelios será, por tanto, la
diferencia entre las relaciones S/R en la entrada y en la salida del elemento bajo prueba ya
que:
10 𝑥 𝐿𝑜𝑔 𝐹 = 10 𝐿𝑜𝑔 (
𝑆
𝑅
) 𝑒𝑛𝑡 − 10𝐿𝑜𝑔(
𝑆
𝑅
) 𝑠𝑎𝑙
.En lugar de dBspl, también es común efectuar la medida del factor de ruido en decibelios A
(dBa) ponderados en función de la (curva A).
El factor de ruido es un parámetro importante en los sistemas de transmisión, ya que mientras
el ruido externo nunca se podrá eliminar totalmente, la reducción del ruido generado por los
equipos depende del cuidado de su diseño. La expresión figura de ruido es una traducción
errónea del término inglés noise figure.

9. Calcular la tensión de ruido a la salida del circuito de la Figura.
Suponer R1 y R2 con ruido y RL sin ruido
- De acuerdo a información obtenida en material de estudio se obtuvo las siguientes
ecuaciones para resolución de problema planteado:

10. CONCLUSIÓN
Se denomina ruido eléctrico, a todas aquellas señales de interferencias, de origen eléctrico,
no deseadas y que están unidas a la señal principal, o útil, de manera que la pueden alterar
produciendo efectos que pueden ser más o menos perjudiciales.
Cuando la señal principal es analógica, el ruido será perjudicial en la medida que lo sea su
amplitud respecto a la señal principal.
Cuando las señales son digitales, si el ruido no es capaz de producir un cambio de estado,
dicho ruido será irrelevante. Sin descartar que el ruido nunca se puede eliminar en su
totalidad.
La principal fuente de ruido es la red que suministra la energía eléctrica, y lo es porque
alrededor de los conductores se produce un campo magnético a la frecuencia de 50 ó 60 Hz.
Además por estos conductores se propagan los parásitos o el ruido producido por otros
dispositivos eléctricos o electrónicos.
Existen algunas perturbaciones, como el rayo que son capaces de actuar desde una gran
distancia del lugar que se produce, por ejemplo al caer sobre una línea de alta tensión.
De todas formas las perturbaciones más perjudiciales son las que se producen interiormente
o muy cerca de la instalación. Normalmente son picos y oscilaciones de tensión causados por
bruscas variaciones de intensidad en el proceso de conexión y desconexión de los dispositivos
de mayor consumo.

11. BIBLIOGRAFÍA
 https://es.wikipedia.org/wiki/Ruido_(comunicaci%C3%B3n)
 http://dfs.uib.es/GTE/education/telematica/sis_ele_comunicacio/Apuntes/Capitulo%
203.pdf
 http://www.profesormolina.com.ar/electronica/laboratorio/filt_pas.htm