El documento aborda los fundamentos de las comunicaciones electrónicas, destacando su objetivo de transferir información mediante circuitos electrónicos. Se describen los elementos básicos de un sistema de comunicación, así como los distintos modos de transmisión y la naturaleza de las señales, que pueden ser analógicas o digitales. También se analizan aspectos como el espectro electromagnético y la densidad espectral de las señales.

1. Introducción a las comunicaciones

2. Comunicaciones ElectrónicasEl objetivo fundamental de un sistema electrónico de comunicaciones, es transferir información de un lugar para otro.“Comunicación electrónica es la transmisión, recepción y procesamiento de información entre dos o más lugares, mediante circuitos electrónicos”. (Tomasi, 2003)

3. Aplicaciones de las telecomunicacionesTelefoníaanalógica y digitalSatélitesAntenas

4. Aplicaciones de las telecomunicacionesRedes deinformaciónPropagación deondas

5. Elementos De Un Sistema De Comunicación …Los sistemas de telecomunicación son sistemas de comunicación a distancia que se caracteriza por la utilización de señales eléctricas (bajas frecuencias: I y V) o campos electromagnéticos (para altas frecuencias) como soporte de la información además es necesario un medio de comunicación.Todo sistema de comunicación requiere tres elementos constitutivos fundamentales: emisor, canal y receptor.

6. Elementos De Un Sistema De Comunicación …Diagrama en bloques de un subsistema de comunicación Básico

7. Canales De Telecomunicaciones…En los sistemas de telecomunicación existen dos tipos de canales que permiten transferir señales eléctricas del emisor al receptor: la líneas de transmisión y los canales radioeléctricosEn el caso de las líneas de transmisión existe una conexión física entre el emisor y el receptor que guía la propagación de las ondas electromagnéticas.

8. En los canales radioeléctricos la señal que lleva la información enlaza emisor y receptor por medio de ondas electromagnéticas que se propagan en el medio existente entre ambos.Modos De Transmisión Una línea de comunicación tiene dos sentidos de transmisión que pueden existir simultáneamente o no. Por este motivo, existen los siguientes modos de transmisión:simplexhalf-duplexfull-duplex

9. Transmisión Tipo SimplexSe usa cuando los datos son transmitidos en una sola dirección, Este modo de transmisión permite que la información discurra en un solo sentido y de forma permanente pero nunca en sentido contrario.

10. Ejemplo: radio, la televisión, control remoto, beepers, servicios de navegación, telemetría, radioastronomía, vigilancia, etc.Transmisión Tipo HalfDuplexSTOPSe usa cuando los datos transmitidos fluyen en ambas direcciones en forma alternada. En este modo, la transmisión fluye como en el anterior, o sea, en un único sentido de la transmisión de dato, pero no de una manera permanente, pues el sentido puede cambiar, no transmiten simultáneamente.

11. Se necesita una sincronía

12. Ejemplo: Walkis Talkis, radios de banda civil y de policía Transmisión Tipo Full-duplexEs usado cuando los datos a intercambiar fluyen en ambas direcciones simultáneamente. Es el método de comunicación más aconsejable, puesto que en todo momento la comunicación puede ser en dos sentidos posibles y así pueden corregir los errores de manera instantánea y permanente

13. Ejemplo: chat, telefonía, radar, internet, etcNaturaleza De Las SeñalesLa naturaleza de la fuente de las señales de información podrá ser tanto analógica como digital, sin embargo, todas la forma de información se deben convertir a energía electromagnética antes de ser propagadas a través de un sistema electrónico de comunicaciones.

14. Radiación ElectromagnéticaOnda electromagnética sinusoidalLas cargas eléctricas estacionarias producen campos eléctricos, mientras que las cargas eléctricas en movimiento producen tanto campos eléctricos como magnéticos. Los cambios repetidos y regulares en estos campos producen lo que llamamos radiación electromagnética. La radiación electromagnética transporta energía de un punto a otro.

15. Frecuencia y Longitud de OndaLa distancia entre dos crestas o valles se denomina longitud de onda (λ).

16. Frecuencia y Longitud de Onda

17. Ley Cuadrática Inversa de PropagaciónMientras la radiación electromagnética va dejando su fuente, se va esparciendo, viajando en líneas rectas, como si fuera cubriendo la superficie de una esfera de expansión continua. Esta área se incrementa proporcionalmente al cuadrado de la distancia en que la radiación ha viajado.

18. El Espectro ElectromagnéticoEl espectro electromagnético no tiene límites superiores ni inferiores de frecuencias

19. El Espectro Electromagnético

20. El Espectro ElectromagnéticoCada una interactúa de forma diferente con la materia.Cada una tiene una frecuencia (o longitud de onda) diferente.Cada onda lleve una energía diferente (proporcional a su frecuencia).Pueden viajar sin ningún medio, es decir, que pueden propagarse por el vacío.Todas ellas viajan a la velocidad de la luz: 300.000 km/s.

21. El Espectro ElectromagnéticoDebido a que viajan a la velocidad de la luz, estas necesitaran un tiempo para llegar de un punto a otro, lo cual es relevante cuando se habla de distancias muy grandes, ya que tienen una velocidad muy elevada y para distancias cortas ni se nota

22. Segmentos O Bandas

23. Radifrecuancia

24. Que Es Una Señal?Recursos a través de los cuales se construye el mensaje que lleva la información.Una señal de este tipo puede representar diferentes tipos de información: • Voz • Imagen • Tensión o corriente • Un conjunto de símbolos

25. Clasificación De Las SeñalesEN FUNCIÓN DEL TIEMPO:

26. Clasificación De Las SeñalesEN FUNCIÓN DE SU VALOR:

27. Combinaciones

28. Digitalización De La SeñalUna señal analógica es la que se toma por ejemplo con un micrófono, x(t). Mediante un proceso denominado muestreo se convierte esa señal continua en una señal discreta x[n]. Si ahora mediante otro proceso denominado cuantificación se discretiza la amplitud y se codifica se obtiene la señal digital ˆx[n]. El conjunto de todo el proceso se denomina digitalización.

29. Periódicas Y No PeriódicasUna señal periódica es aquella que satisface la condición dada por la ecuación. g(t) = g(t + T0) para todo t con T0 constante.El menor valor de T0 que satisface esta condición se denomina periodo de g(t). El periodo T0 define un ciclo completo de g(t)Cualquier otra señal que no satisfaga la condición dada por la ecuación es noperiódica.

30. Determinísticas Y AleatoriasUna señal determinística es aquella que sabemos a priori su valor en cualquier instante de tiempo. Se especifica completamente como una función del tiempo.Una señal aleatoria o Randómica es cuando tenemos incertidumbre en el valor que toma esa señal en cada instante de tiempo. Se puede considerar dicha señal como perteneciente a un conjunto infinito de señales de modo que no sabemos cual de ellas es la que realmente define nuestra señal. Esta señal se puede denominar también proceso estocástico. Ejemplos señales aleaorias:Ruido térmico de los circuitos electrónico debido al movimiento aleatorio de los electrones

31. Reflejo de las señales de radio en diferentes zonas de la ionósferaDe Potencia Y De EnergíaEn los sistemas eléctricos una señal representa a una tensión o a una corriente. Si consideramos la corriente i(t) que pasa a través de una resistencia R, la tensión en extremos de esa resistencia será v(t) = Ri(t). La potencia instantánea disipada por dicha resistencia vendrá definida por alguna de las siguientes ecuaciones:

32. De Potencia Y De EnergíaEn cualquier caso la potencia instantánea es proporcional al cuadrado de la amplitud de la señal. En el caso de que R = 1 las ecuaciones anteriores se reducen al cuadrado de la amplitud de la señal. En general en el análisis de señales g(t) va a representar tanto una señal de tensión como una señal de corriente puesto que se eligen por convenio cargas normalizadas de 1. Por lo tanto la expresión de la potencia instantánea toma la forma de la siguiente ecuación.

33. De Potencia Y De EnergíaPor lo tanto la energía total de una señal vendrá definida por la ecuaciónAdemás podemos definir la potencia media o potencia promedio de esa señal mediante la ecuación

34. De Potencia Y De EnergíaSe dice que una señal es de energía si y solo si satisface la condición dadaSe dice que una señal es de potencia si y solo si satisface la condición dadaLas clasificaciones de energía y de potencia son mutuamente excluyentes ya que: a) Una señal de energía tiene una potencia media igual a cero. b) Una señal de potencia tiene una energía infinita. ( ⇒ E = ∞ )En general tanto las señales periódicas como las aleatorias van a ser señales de potencia, mientras que las señales determinística y no periódicas suelen ser de energía.(⇒ P = 0 )

35. De Potencia Y De EnergíaLa señal x(t) no satisface ninguna de las dos relaciones y por lo tanto no es ni de energía finita ni de potencia finita.Ejemplos:

36. De Potencia Y De EnergíaEjemplos:

37. Densidad Espectral En matemáticas y en física, la Densidad Espectral (SpectralDensity) de una señal es una función matemática que permite informar cómo está distribuida la potencia o la energía (según el caso) de dicha señal sobre las distintas frecuencias de las que está formada, es decir, su espectro.La definición matemática de la Densidad Espectral (DE) es diferente dependiendo de si se trata de señales definidas en energía, en cuyo caso se habla de Densidad Espectral de Energía (DEE), o en potencia, en cuyo caso se habla de Densidad Espectral de Potencia (DEP).

38. Densidad Espectral (ESD y PSD)

39. Teorema De Parseval En matemáticas, el teorema de Parseval demuestra que la integral del cuadrado de una función es igual a la integral del cuadrado de su transformada de Fourier. Establece que la potencia de una señal, calculada en el dominio del tiempo es igual a la calculada en el dominio de la frecuencia. se representa como: donde H(f) representa la transformada continua de Fourier de h(t) y f representa la frecuencia (en hercios) de h.La interpretación de esta fórmula es que la potencia total de la señal h(t) es igual a la potencia total de su transformada de Fourier H(f) a lo largo de todas sus componentes frecuenciales.Teorema de RayleighEs análogo al teorema de Parseval y relaciona la energía de una señal x(t) con su espectro de frecuencias o transformada de Fourier