El documento trata sobre el tema del ruido en sistemas de comunicaciones. Explica que el ruido puede dividirse en correlacionado y no correlacionado. También clasifica diferentes tipos de ruido como ruido térmico, de disparo, de avalancha, rosa y más. Describe cómo se mide la relación señal a ruido y el factor de ruido de un sistema. Por último, explica el mezclado lineal y no lineal de señales y cómo esto afecta la generación de ruido.

1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO SANTIAGO MARIÑO
ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRONICA
EXTENSION-MATURIN
COMUNICACIONES
EL RUIDO
MATURIN; AGOSTO 2014
Profesora:
Ing. Mariángela Pollonais
Participante:
Anthony Rangel
C.I: 19.447.160

2. EL RUIDO
El ruido es un fenómeno universal que tiene una multiplicidad de orígenes
desde fuentes acústicas (maquinas, vehículos, parlantes) hasta fuentes eléctricas
(líneas de potencia, motores). También puede ser un origen óptico, térmico,
magnético, etc. Sea cual sea este último, el término ruido se aplica, en general,
para referirse a cualquier cosa indeseable que opaca una señal legitima y que no
está directamente relacionada con ella (en cuyo caso se trataría de una
distorsión). De hecho, el ruido puede ser, por sí mismo, otra señal, como la
distintas formas de interferencia que se producen en los circuitos electrónicos.
El ruido se origina predominantemente en el interior del propio enlaces de
comunicaciones y usualmente es de naturaleza totalmente aleatoria, lo que hace
que sea muy difícil de tratar.
DIVISION DEL RUIDO
Principalmente el ruido puede dividirse en dos categorías principales:
Correlacionada: Implica una relación entre señal ruido. El ruido Correlacionado
es producido por amplificaciones no lineales e incluye armónicos y distorsión de
intermodulación, que son dos formas de distorsión no lineal:
 Distorsión armónica: Se define como la producción de armónicos de una señal
originados por una mezcla no lineal. Los Armónicos son múltiplos enteros de la
señal original de entrada, la señal original es la primer armónica y se conoce como
la frecuencia fundamental.
 Distorsión de Intermodulación: se refiere a la generación indeseable de productos
cruzados que son la suma o restas de frecuencias.
No correlacionado: Los ruidos correlacionados son independientes de la señal y
existen en su ausencia o en su presencia. La señal es perturbada por ellos
y no los determina.
Dentro del ruido No Correlacionado se tiene el ruido externo, el cual se produce
fuera del sistema que trata la señal, es decir, medios de comunicacion, circuitos,
amplificadores; se genera en un punto del sistema como consecuencia de
acoplamiento eléctrico o magnético con otro punto del propio sistema, o con otros

3. sistemas naturales. Las principales fuentes de ruido externo son los de tipo
atmosférico, extraterrestre y los creados por el hombre. Tambien se tiene el ruido
interno, que es la interferencia electrica generada dentro de un diseño o circuito.
Existen tres formas de generar ruido interno que son: Ruido de disparo, transito y
térmico.
CLASIFICACION DE RUIDO
Ruido externo o interferencias:
Es el ruido producido por el medio de transmisión, es decir 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 re-orientación adecuada de los diferentes componentes y
conexiones. Donde se encuentran:
 Ruido artificial
 Ruido atmosférico: es producido por la estática que se encuentra dentro de la
atmósfera terrestre, la cual está cargada de estática que se manifiesta
habitualmente en forma de relámpagos, centellas, rayos, etc. La respuesta de
estos ruidos no es plana, sino creciente desde frecuencias bajas hasta los 20 MHZ
y decreciente de allí en adelante, con valores arriba de los 30 MHz.
 Ruido espacial
Ruido interno o inherente:
Presente en los equipos electrónicos son producidos únicamente por el receptor
debido a las primeras etapas de amplificación, ya que en estas el valor de la señal
recibida es bajo y cualquier ruido producido posee un valor comparativo con
respecto de la señal recibida. En otras palabras es la interferencia eléctrica
generada dentro un dispositivo de naturaleza aleatoria. Dentro del que podemos
encontrar:
 Ruido térmico: Este ruido está asociado con el movimiento browniano de
electrones dentro de un conductor. John Jhonson y Henrry Nyquist se dedicaron al
estudio sobre los resistores metálicos y llegaron a la siguiente conclusión:
"Cuando una resistencia de valor R es sometida a una temperatura, el
movimiento aleatorio de los electrones produce un voltaje de ruido entre un
par de terminales abiertos".Este voltaje tiene una distribución gaussiana con
media cero y varianza dada por:

4.  Ruido de Granalla o Disparo ("shot noise") o de efecto Shottky : Este ruido
esta causado por la llegada aleatoria de portadores en el elemento de salida de un
dispositivo electrónico. Fue observado por primera vez en la corriente del ánodo
de los amplificadores de tubo de vacío y fue descrito por W. Schottky en 1981,
también es conocido como ruido del transistor.
 Ruido de tiempo de tránsito: Cualquier modificación a una corriente de
portadores conforme pasa desde la entrada hasta la salida de un dispositivo (tal
como el emisor al colector de un transistor). Produce una variación aleatoria
irregular calificada como ruido de transito.
 Ruido Blanco (térmico, gaussiano): Es una señal no deseada que posee todas
las frecuencias audibles e interviene con la señal transmitida generada por
dispositivos electrónicos. Este tipo de ruido se genera debido a la agitación
térmica de los electrones en la línea de transmisión, o a la inducción de líneas
eléctricas adyacentes, modificando así la diferencia de potencial eléctrico (voltaje),
por lo general este tipo de ruido no causa grandes problemas a menos que su
nivel sea elevado.
Otros Tipos de ruido que se pueden encontrar son :
 Ruido de parpadeo ("flicker noise") o 1/f : Llamado así porque su densidad
espectral crece, por debajo de kilo-hertz, al disminuir la frecuencia. También es
llamado ruido en exceso o ruido de semiconductor, habiéndose atribuido
diferentes orígenes, entre ellos los procesos aleatorios de generación-
recombinación térmica de pares electrón-hueco, dicho en otras palabras es una
señal con una frecuencia de espectro que cae, proporcional a la magnitud de la
señal, es más importante a bajas frecuencias y para anchos de banda pequeños
1/f es aproximadamente constante.
 Ruido de avalancha o Ionización: Se produce cuando campos eléctricos
intensos arrancan electrones de los enlaces covalentes de un material por
ionización directa o por choques de otros portadores de carga grandemente
acelerados.
 Ruido de transición: Causado por los desfases que aparecen entre las tensiones
y las corrientes en el interior de los dispositivos debidos al tiempo que los
portadores de carga tardan en atravesarlos, desfases que se incrementan con el
aumento de la frecuencia, lo que provoca una disminución de la impedancia de
entrada del dispositivo, un incremento de la realimentación positiva del ruido y en
definitiva una potencia adicional de ruido que depende cuadráticamente de la
frecuencia y que se hace rápidamente dominante sobre los demás tipos de ruido.
 Ruido de impulsos o agujas: Es el principal causante de errores en la
comunicación de datos, se reconoce por un “click” durante las comunicaciones de
voz. Este provoca un error en ráfaga donde el impulso puede variar de 1 o 2 bits a

5. decenas o centenas de estos dependiendo del índice de transferencia de
información. La principal fuente de este ruido es la variación de voltajes en líneas
adyacentes, falsos contactos, entre otros.
 Ruido de amplitud: Este tipo de ruido comprende un cambio repentino en los
niveles de potencia, causado principalmente por amplificadores defectuosos,
contactos sucios con resistencias variables o por labores de mantenimiento.
 Ruido de intermodulación: Este tipo de ruido se presenta por la intermodulación
de dos tipos de líneas independientes, que pueden caer en un tipo de banda de
frecuencias que difiere de ambas entradas, así mismo puede caer dentro de una
banda de en una tercera señal, usualmente aparece cuando el sistema de
transmisión es no lineal, lo que provocará la aparición de nuevas frecuencias. Las
nuevas frecuencias se suman o restan con las originales dando lugar a
componentes de frecuencias que antes no existían y que distorsionan la verdadera
señal.
 Ruido rosa: es una señal o un proceso con un espectro de frecuencias de tal
manera que su densidad espectral de potencia es proporcional a su reciproco de
frecuencia, su energía por frecuencia disminuye en 3 dB por octava, lo que hace
que cada banda tenga la misma energía. se usa mucho en pruebas de mediciones
acústicas.
 Ruido en los canales telefónicos (diafonía o cruce aparente): Es ocasionada
por las interferencias que producen otros pares de hilos telefónicos próximos
(conocida como cruce de líneas o crosstalk). Es un fenómeno mediante el cual
una señal que transita se induce en otro que discurre paralelo, perturbándolo.
 Ruido en los canales telefónicos (eco): Es una señal de las mismas
características que la original, pero atenuada y retardada respecto a ella. El efecto
nocivo del eco afecta tanto a las conversaciones telefónicas como a la transmisión
de datos y es mayor cuanto menos “atenuada” y mas “retardada” llega la señal del
eco.
RELACIÓN SEÑAL / RUIDO (S/N)
Se denomina relación señal - ruido al flujo del ruido por la señal esto se
denota en decibelios (dB), existe algo llamado distorsión esto depende de su
potencia, de la distribución espectral respecto al ancho de banda y la naturaleza
de la señal.

6. La relación señal a ruido sirve para medir el desempeño de un sistema
frente al ruido, midiendo a la salida del receptor cuando se capta una señal de
entrada corrompida por el ruido. La potencia S de la señal desempeña un papel
dual en la transmisión de información. Primero, S esta relacionada con la calidad
de la transmisión. Al incrementarse S, se reduce el efecto del ruido de canal, y la
información se recibe con mayor exactitud, o con menos incertidumbre. Una mayor
relación de señal a ruido S/N permite también la transmisión a través de una
distancia mayor. En cualquier caso, una cierta S/N mínima es necesaria para la
comunicación.
FACTOR DE RUIDO
El factor de ruido (F) de acuerdo al comité de estandarización de la IEEE es
una figura de merito que permite cuantificar la degradación que sufre la señal al
atravesar un sistema. Estrictamente el factor de ruido de un elemento de dos
puertos es la relación entre la potencia de ruido de salida por unidad de ancho de
banda y la porción de ese ruido causado por la fuente conectada en el puerto de
entrada el elemento, medido a una temperatura ambiente 298 grados kelvin.
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:
MEZCLADO LINEAL Y NO LINEAL.
El mezclado no lineal ocurre cuando dos o más señales se combinan en un
dispositivo no lineal tal como un diodo o amplificador de señal grande. Con el
mezclado no lineal, las señales de entrada se combinan de una manera no lineal y
producen componentes de frecuencias adicionales. La amplificación no lineal de
una frecuencia simple resulta en la generación de múltiplos o armónicas de esta
frecuencia. Si las armónicas no son deseadas, se les llama multiplicación de
frecuencia.
Los productos cruzados son las sumas y diferencias de frecuencias; son las
sumas y diferencias de dos frecuencias originales, las sumas y diferencias de sus
armónicas, y las sumas y diferencias de las frecuencias originales y todas sus
acrónicas. Un número infinito de frecuencias armónicas y productos cruzados
son producidos cuando dos o más frecuencias se mezclan en un dispositivo no
lineal. Si los productos cruzados no son deseados, se les llaman distorsión de
intermodulación. Si los productos cruzados son deseados, se les llama
modulación.

7. La distorsión de intermodulación es la generación de cualquier frecuencia
de producto cruzado no deseada cuando dos o más frecuencias están mezcladas
en un dispositivo no lineal. Consecuentemente, siempre que dos o más
frecuencias son amplificadas en un dispositivo no lineal, las distorsiones
armónicas y de intermodulación están presentes en la salida.
El mezclado lineal ocurre cuando dos o más señales se combinan en un
dispositivo lineal, tal como una red pasiva o un amplificador de señal pequeña. Las
señales se fusionan de tal manera que no producen nuevas frecuencias y la forma
de onda combinada es simplemente la suma lineal de las señales individuales. En
la industria de las grabaciones de audio, la suma lineal a veces se llama mezclado
lineal; de este modo en las comunicaciones de radio, mezclado casi siempre
implica un proceso no lineal.
CICUITO EQUIVALENTE DE RUIDO
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. 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 dB, no significa nada si no va
acompañado por los puntos de referencia utilizado y las ponderaciones. Para
indicar correctamente el margen dinámico.

8. LA DISTORSIÓN ARMÓNICA
Es un parámetro técnico utilizado para definir la señal de audio que sale de
un sistema. La distorsión armónica se produce cuando la señal de salida de un
sistema no equivale a la señal que entró en él. Esta falta de linealidad afecta a la
forma de la onda, porque el equipo ha introducido armónicos que no estaban en la
señal de entrada. Puesto que son armónicos, es decir múltiplos de la señal de
entrada, esta distorsión no es tan disonante y es más difícil de detectar.
En todo sistema de audio siempre se produce una pequeña distorsión de la
señal, dado que todos los equipos actuales introducen alguna no linealidad
EL RUIDO DE INTERMODULACIÓN
Se produce al operar en modo no lineal. Lo que ocurre es que la potencia
de salida del transpondedor se reparte no sólo entre las portadoras, sino también
entre los productos de intermodulación.
Este fenómeno es especialmente importante cuando se trabaja cerca de la
zona de saturación (IBO=0 dB)
Existen curvas que dan la relación portadora-densidad espectral de ruido de
intermodulación a la entrada del receptor de la estación terrena como función del
IBO total del amplificador del transpondedor, asumiendo n portadoras de igual
potencia. Estas curvas pueden ser aproximadas por la siguiente fórmula: