Electrónica y Servicio 01.pdf

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ELECTRONICA radio-gráfica
La revista Radio-Gráfica ha fina-
lizado un ciclo más de su larga
y fructífera vida, y comienza uno
nuevo, pero sin abandonar el es-
píritu que la ha animado por
tantos años, el mismo que fue
plasmado en el número 1, de
Septiembre de 1956, por el
Profr. Francisco Orozco Gonzá-
lez, su fundador.
Textualmente, el maestro Orozco
González escribió en la página edito-
rial de la primera edición:
“He aquí resumido el programa
que Radio-Gráfica, en su iniciación,
se ha propuesto seguir.
El primer punto consiste en aten-
der las necesidades informativas, ilus-
trativas e instructivas de la gran masa
de técnicos, estudiantes y aficionados
de Radio, Televisión e Ingeniería de
Sonido que opera en nuestra Patria.
En este órgano han de tener cabi-
da artículosinéditos,claros, accesibles
y, sobre todo, llenos de exposiciones
gráficas.
Entendemos que una revista téc-
nica ha de servir de vocero de la evo-
lución y del progreso de la ciencia
que preconiza, por eso las páginas
de Radio-Gráfica expondrán los nue-
vos principios, los últimos descubri-
mientos y las técnicas más avanzadas
de la Radio-electrónica.
También entendemos que una re-
vista no ha de ser meramente una re-
producción de capítulos de libros....;
así pues, cada artículo que salga
de nuestras plumas no será una
monótona y seca repetición que
exponen los textos, sino un mo-
do de ver, realista y con sentido
dinámico, en cada campo de la
radiotécnica, porque se apoyará
en los trabajos del taller y del
laboratorio.”
De entonces a la fecha, ha habido
cambios desmesurados en la tecnolo-
gía: se consolidó la electrónica de
estado sólido; surgieron y se desarro-
llaron las comunicaciones satelitales;
el transistor tuvo como heredero al
microprocesador en cuanto disposi-
tivo fundamental; surgieron nuevos
sistemas de proceso y almacenamien-
to de audio y video; aparecieron las
computadoras personales y con ellas
se afirmó la revolución digital de la
que Internet es tan sólo una muestra;
la electrónica en el hogar tomo carta
de naturalización con los teléfonos
inalámbricos, los hornos de micro-
ondas y las lavadoras “inteligentes”;
los sistemas de control en la industria
permitieron la automatización de
tareas; etc.
Mas sin embargo, esta publicación
ha seguido fiel a sus principios y a
los estudiantes, aficionados y técnicos
en electrónica que la han adoptado
como una de sus principales herra-
mientas de estudio y trabajo.
A partir de esta edición un nuevo
equipo editorial y gerencial asume la
INICIAMOS UN
NUEVO CICLO
Profr. Francisco Orozco González
Radio Gráfica No. 1

2 ELECTRONICA radio-gráfica
dirección de la revista, y con ello se
materializan varios cambios que
seguramente usted ya habrá adver-
tido: se adaptó el nombre Radio-
Gráfica por Electrónica Radio-Gráfica,
con el fin de responder mejor en los
diversos mercados donde será expor-
tada; se estipuló una periodicidad
mensual a partir del número 1, Nue-
va Epoca; se amplió el perfil temático
y se distribuyeron los artículos por
secciones; se incorporaron nuevos
autores y hubo un replanteamiento
general del estilo de redacción; por
último, se modernizó el diseño y se
recurrió a nuevas técnicas de produc-
ción de originales y de impresión.
El equipo que hoy toma la direc-
ción de esta revista, es el mismo que
ha llevado a Centro Japonés de Infor-
mación Electrónica a posiciones de
liderazgo a nivel latinoamericano, en
la edición de publicaciones y videos
de capacitación para el trabajo técni-
co electrónico, lo que constituye una
garantía del cambio. Y los mismos
planes y experiencias ahí obtenidas,
ahora se trasladan a Electrónica Radio-
Gráfica; por ahora, podemos anun-
ciar que ya estamos produciendo
multimedia interactiva en CD-ROM,
y que en el mediano plazo vamos a
distribuir información a través de
una página propia en Internet. Pero
esa es una historia aún por contarse,
lo relevante en este momento es ma-
nifestar a nuestros lectores que nos
anima el mismo espíritu de nuestro
fundador y que no nos hemos aparta-
do de la línea ya trazada.
No queremos finalizar esta pre-
sentación sin hacer mención de la
obra del Profr. Francisco Orozco
González, quien fue maestro de de-
cenas de miles de estudiantes en Mé-
xico y América Latina, directamente
en el aula o través de sus lecciones
escritas, sus libros y artículos.
El maestro Orozco González,
nació el 21 de noviembre de 1910 y
falleció el 13 de noviembre de 1990.
Desde niño manifestó una curiosi-
dad inusual por los principios de la
electrónica: hacía experimentos, fa-
bricaba radios y curioseaba en las
librerías. En los años 20’s, se sumó a
la cruzada nacional educativa de
Vasoncelos, alfabetizando adultos;
siendo aún muy joven, ejerció la pro-
fesión de periodista y de maestro de
Radiotécnica en una escuela de la Se-
cretaría de Hacienda. En 1939 fundó
una revista de electrónica para técni-
cos, llamada Radio Servicio; de 1943
a 1947 dirigió los cursos orales de
National Schools, y en 1948 realizó
uno de sus más caros anhelos: fundó
una escuela de electrónica, el Institu-
to Radiotécnico de México, actual-
mente llamado Instituto IRMEXCO.
Los años 50’s, 60’s, y 70’s fueron
para el maestro Orozco González de
intensa actividad creadora: escribió
más de mil lecciones para cursos por
correspondencia; fundó y dirigió la
revista Radio-Gráfica, para la cual es-
cribió cientos de artículos; fue autor
de más de 60 libros de técnica elec-
trónica; diseñó y fabricó decenas de
tableros, material audiovisual y prác-
ticas de apoyo al aprendizaje; se
mantuvo activo en la enseñanza y en
la dirección de IRMEXCO; y, como
parte de una afición apasionante,
escribió más de 30 cuentos infantiles.
Sin duda, una vida fructífera.
Sea esta edición, un homenaje al
maestro cuya semilla se ha esparcido
por tantos rincones de la Patria y del
extranjero.
Felipe Orozco Cuautle
Director Editorial
Radio Gráfica No.14

1
CIENCIA Y NOVEDADES
TECNOLOGICAS
CIENCIA Y NOVEDADES
TECNOLOGICAS
Nuevo sistema de exploración digital
de Philips
Philips ha presentado un nuevo método que
reduce considerablemente la fatiga visual
para quienes observan el televisor por pe-
ríodos prolongados. ¿Por qué se fatiga la
vista en esas condiciones?
La intensidad de la luz y el mantener la
mirada fija en una área determinada son
algunas de las razones; pero la principal
causa la podemos entender mejor con un
ejercicio: sintonice un canal sin señal de TV
y mire hacia otro lado, de modo que la pan-
talla del televisor quede en el límite de su
campo visual; seguramente notará un leve
parpadeo en la imagen. Esto es así porque
en la pantalla no se presentan cuadros com-
pletos, como en el cine, sino una sucesión
rápida de delgadas líneas horizontales que,
al combinarse entre ellas, forman una ima-
gen parcial llamada campo. Dos campos
entrelazados (uno par y otro impar) forman
un cuadro, y 30 cuadros sucesivos forman
un segundo de imágenes animadas.
Aunque en teoría el ojo humano no es
capaz de percibir la transición entre un
cuadro y otro, en las partes superior e infe-
rior de la pantalla se aprecia un parpadeo
muy leve, sobre todo si se observa el televi-
sor desde una distancia excesivamente cor-
ta. Y es por ello que a la larga se produce la
fatiga visual.
El sistema presentado por Philips elimina
el parpadeo en los bordes de la pantalla,
recurriendo a la exploración digital. Dicho
sistema se apoya en memorias digitales con
las que se modifica la velocidad de explora-
ción de una imagen, de modo que siempre
se expide un cuadro completo, y no cam-
pos pares o impares alternados.
Para ello, el televisor cuenta con un pro-
cesador digital que almacena la informa-
ción de dos campos consecutivos y luego
la expide de forma secuencial a alta veloci-
dad (la frecuencia de rastreo horizontal se
modifica al doble de lo que normalmente
maneja el sistema NTSC; esto es, llega a
más de 30,000 Hz); con ello se consigue
que, en vez de presentar 60 campos por
segundo, se expidan 60 cuadros completos
en ese lapso, de manera similar a como
ocurre en el cine (una película cinematográ-
fica maneja 24 cuadros por segundo, expe-
didos dos veces cada uno, lo que da un total
de 48 cuadros por segundo).
Gracias a ese sistema digital, no sólo
disminuye la fatiga visual del televidente,

sino que también mejora la calidad de las
imágenes expedidas. Y sin tener que modifi-
car el estándar de transmisión televisiva,
pues todos los procesos ocurren dentro del
receptor.
Internet deja un espacio para
llamadas telefónicas
Un nuevo desarrollo de NEC permite a los
cybernautas permanecer comunicados vía
telefónica, incluso mientras navegan por la
red de redes.
Uno de los mayores inconvenientes de
Internet, es que requiere de una línea dedi-
cada; es decir, no es posible realizar llama-
das telefónicas ni acceder a otros servicios
convencionales, mientras el usuario perma-
nece conectado a la red. Pensando en ello,
la empresa japonesa NEC (Nippon Electronic
Corporation) acaba de presentar un novedo-
so sistema mediante el que es posible con-
testar el teléfono desde la misma computa-
dora; además, incorpora aplicaciones ya
conocidas por los cybernautas, como son
las conferencias de larga distancia, al costo
de una llamada local.
Esta solución de NEC es muy promete-
dora, y es posible que sea adquirida por las
grandes compañías proveedoras de
servicios de teléfono en todo el mundo, con
lo que captarían un mercado en constante
crecimiento: el de los usuarios de Internet.
En búsqueda del superchip
Como resultado de las constantes investi-
gaciones realizadas por diversas empresas
líderes en el mundo de la electrónica, entre
las que destacan IBM, Motorola y Texas
Instruments, se han desarrollado nuevas
tecnologías para la producción de circuitos
integrados.
Tradicionalmente, los componentes
electrónicos que forman un chip se constru-
yen con base en capas de semiconductor,
que pueden ser del tipo N o del tipo P; pero
básicamente se trata de un diseño en dos
dimensiones (de hecho, de esta caracterís-
tica se desprende el nombre con que se co-
noce al método más usual de fabricación
de integrados: “tecnología planar”). Sin
embargo, dicha tecnología parece estar lle-
gando a sus límites, por lo que ya se trabaja
en el desarrollo de un nuevo método de
construcción que permita continuar con la
acelerada tendencia a la miniaturización.
Ahora, los nuevos diseños se basan en
redes tridimensionales con billones de ele-
mentos conmutadores; mismas que apro-
vechan las características cuánticas de los
materiales empleados en su construcción.
Con esto, las velocidades de procesa-
miento general del dispositivo alcanzan
niveles del orden de los terahertz (THz:
millones de megahertz). Esto ha dado pie a
la investigación y desarrollo de nuevas
aplicaciones, básicamente en las computa-
doras para el procesamiento de informa-
ción en tiempo real. Pero seguramente la
aplicación de este tipo de tecnologías se
extenderá a muchas otras áreas, como las
telecomunicaciones o el proceso de infor-
mación de muy diversas índoles.
NEC presenta un nuevo sistema de
seguridad para llamadas telefónicas
En la pasada exposición de telecomunica-
ciones realizada en la ciudad de México,
Supercom 97, la empresa NEC dio a conocer
un dispositivo que garantiza la privacidad
en llamadas telefónicas.

3
Este sistema se basa en dos módulos
electrónicos conectados uno en cada extre-
mo de una línea telefónica, lo que permite
una conexión “punto a punto”. Cuando se
utilizan estos módulos, sólo se logra com-
pletar la llamada si se tienen ambos dispo-
sitivos conectados, uno en el teléfono desde
donde se llama y otro en el teléfono donde
se recibe la llamada.
Dichos módulos, mediante un proceso de
codificación y descodificación (encripta-
miento) eliminan cualquier posibilidad de
intercepción o intervención de la llamada
telefónica, de modo que cualquier persona
que trate de escuchar la conversación sin
estar autorizada, tan sólo recibirá ruido sin
ningún sentido; sin embargo, cuando se
utiliza el módulo de recepción de llamadas
el mensaje es decodificado y recibido sin
problemas. Con esto se pretende eliminar
el espionaje telefónico, beneficiando a per-
sonas o compañías que precisen transmitir
por ese medio información estrictamente
confidencial y de vital importancia para sus
negocios.
Otra de las ventajas de este sistema es
que es extremadamente portátil, pues estos
módulos se pueden conectar en cualquier
línea telefónica y son del tamaño de un
teléfono digital común.
La hypermedia plantea nuevos retos a
los educadores
La hypermedia o multimedia interactiva es
un medio de comunicación por computa-
dora, en el cual se combinan texto, imáge-
nes, sonido, animaciones y video en una
amplia variedad de posibilidades. La carac-
terística principal de este nuevo medio de
comunicación, es que requiere la participa-
ción activa del usuario para “navegar” por
la información, a diferencia de los medios
tradicionales, como la televisión, el cine o
la radio, donde los espectadores o escuchas
adoptan un papel pasivo.
Otra característica muy importante de la
hypermedia, es que el acceso a la informa-
ción no es “lineal”, como cuando leemos
un libro, en el que recorremos con la mirada
renglón por renglón, sino “multilineal”,
porque la información tiene tantos caminos
como una telaraña, y el usuario puede llegar
a ellos según su voluntad y desde cualquier
punto en el que esté ubicado.
Además de la computadora, dos son los
inventos clave en los que descansa la
hypermedia: el CD-ROM (discos de la mis-
ma tecnología del convencional CD, pero
aplicados a la computadora) y la World Wide
Web o simplemente Web (uno de los princi-
pales recursos de Internet).
Gracias a estos recursos, cualquier per-
sona en la actualidad tiene acceso instan-
táneo a información no sólo muy rica en
posibilidades de asimilación, sino también
en grandes cantidades e incluso ubicada a
distancias de miles de kilómetros. Sólo
necesita una computadora con hardware
multimedia, estar conectado a Internet y
programas en CD-ROM.
Sin duda, los educadores en un futuro no
muy lejano tendrán que replantearse los
métodos de enseñanza tradicionales, pues
cada vez será más importante que los estu-
diantes aprendan a ubicar y saber utilizar
la información cuando la necesiten, más
que ser una bodega de conocimientos con
calificaciones de 10. La revolución digital
está en marcha.
Alberto Franco Sánchez

1
LA ERA
DIGITAL
El imperio de los bits
La tecnología digital no sólo ha permitido la fa-
bricación de nuevos aparatos de consumo que
ofrecen prestaciones inéditas, tal es el caso de
los televisores con efectos digitales, los repro-
ductores de CD, las agendas y traductores de
bolsillo e incluso las nuevas “mascotas virtuales”;
también ha modificado nuestra percepción del
mundo y de nosotros mismos por el surgimiento
de nuevos sistemas de comunicación, de los que
la red Internet y la televisión por satélite son
algunos ejemplos. E igualmente ha propiciado
una revolución en nuestros sistemas de apren-
dizaje, laborales, fabriles, de diagnóstico clínico
y en numerosos campos más, gracias a los mi-
croprocesadores. En resumidas cuentas, la hu-
manidad no es la misma ni piensa igual que hace
una generación.
Las sociedades antiguas evolucionaban de
manera muy lenta, en parte porque no había
medios de comunicación ágiles y, por conse-
cuencia, no había mucho contacto entre culturas
distintas. No en vano la imaginación popular
Ya sea que usted encienda el
televisor, escuche un CD, hable
por teléfono, utilice el cajero
automático, navegue por Internet
o consulte una base de datos
computarizada, lo más probable
es que esté haciendo uso de
alguna tecnología digital. En este
artículo haremos un breve
recuento del panorama
tecnológico que se avizora en el
presente y en el que, de una u
otra forma, intervienen sistemas
y circuitos digitales.
LA ERA
DIGITAL
Leopoldo Parra en colaboración
con Felipe Orozco

En la antigüedad, los mitos y supersticiones tardaban años en
extenderse y siglos en desaparecer. Por ejemplo, en Europa
durante varios siglos de la Edad Media existió la creencia de
que la mandrágora, una planta cuyas raíces son de un vago
parecido con la forma humana, tenía poderes curativos y
mágicos.
Algunas leyendas decían que la mandrágora nacía del
semen de un asesino que era ahorcado por sus crímenes y
que, al ser arrancada de la tierra, producía un chillido tal que
quienes lo escuchaban enloquecían y morían poco después.
Para arrancar una mandrágora había que tomar ciertas
precauciones: ponerse de cara al viento, describir con la
espada tres círculos en torno y, al extraerla, mirar al poniente.
También se decía que la mandrágora no podía ser arrancada
sin que muriera un ser vivo, por ello se recomendaba emplear
un perro hambriento que, al correr tras un pedazo de carne,
tirase de una cuerda atada a la planta. El hombre tenía que
taparse los oídos, si no quería morir junto con el animal.
Una vez arrancada, la raíz era limpiada, vestida como si
fuera un niño pequeño y guardada en una caja de madera, para
convertirse en un poderoso amuleto que daba salud, riquezas y
vigor sexual, entre otros dones.
En la actualidad, los mitos o rumores (como el del
chupacabras) se extienden en cuestión de horas gracias a los
medios de comunicación, pero también se olvidan rápidamente.
concibió tantos mitos y leyendas, pues los pue-
blos sin comunicaciones son campo fértil para
la superstición (figura 1).
No es el caso de este fin de siglo, que se carac-
teriza por su dimensión a escala del planeta y
por sus cambios tan profundos y tan rápidos. La
tecnología, y especialmente la electrónica, es
quizás la muestra más perceptible de ese mudar
incesante que llega a producir vértigo y descon-
fianza. ¿Quién, siendo adulto, no ha sentido
alguna vez recelo por los nuevos sistemas de
entretenimiento como los videojuegos y el
Tamagotchi? ¿Quién no se ha impresionado por
la capacidad de procesamiento de las computa-
doras? ¿Quién, especialmente si su área de
trabajo es la electrónica, está completamente
seguro que no necesita adaptarse y asimilar
nuevos conocimientos?
Algo es muy cierto de esta época: el mundo
se nos mueve, y mucho. Ese es justamente uno
de los rasgos de lo que algunos especialistas
llaman “era digital”.
Ventajas de la tecnología digital
Si bien la tecnología digital no ha desplazado a
la tecnología analógica, y no sabemos si llegue
a hacerlo, sí ha mostrado una mayor eficiencia
en cuanto al tratamiento de señales y el almace-
namiento y procesamiento de información, lo
que a su vez ha dado origen a nuevos sistemas
electrónicos y nuevas prestaciones de los equi-
pos. Y es que un aparato que antes requería de
una enorme y compleja circutería analógica para
llevar a cabo cierto proceso, ahora, con los recur-
sos digitales, no sólo puede incorporar novedo-
sas funciones, sino también ser simplificado en
su construcción. Además, gracias a los circuitos
de conversión analógico/digital y digital/
analógico, la electrónica de los bits ha invadido
de forma exitosa áreas que se consideraban ver-
daderos bastiones de las señales análogas.
La tecnología digital puede expresar sonidos,
imágenes y datos con sólo dos estados lógicos:
ausencia y presencia de voltaje, o unos y ceros.
Esto permite manejar información con un gran
margen de seguridad, pues un 1 y un 0 siempre
serán 1 y 0, mientras que los niveles de voltaje
de una señal análoga pueden sufrir degradacio-
nes durante los procesos electrónicos, ser
influenciadas por ruidos externos, sufrir peque-
ños errores en el proceso de almacenaje y/o
recuperación, etc. Y aunque las señales digitales
también son susceptibles de las mismas altera-
ciones, es posible aplicar poderosos métodos de
detección y corrección de errores que garantizan
Figura 1

3
la fiabilidad de la información grabada, trans-
mitida, procesada o recuperada.
Otras ventajas de la tecnología digital sobre
la analógica son las siguientes: la posibilidad de
comprimir los datos de manera muy eficiente; la
capacidad de mezclar múltiples señales en un
solo canal sin que se interfieran entre sí; el uso
de razones variables de datos; etc.
Por supuesto, al igual que todos los avances
que son profundamente innovadores, la tecnolo-
gía digital es resultado de los desarrollos en otros
campos: la construcción de circuitos integrados
de bajo costo y muy alta complejidad; las nuevas
técnicas de manejo de datos numéricos, que
permiten operaciones más eficientes y simpli-
fican procesos muy complicados; la fabricación
de poderosos microprocesadores capaces de
efectuar millones de operaciones por segundo;
y, en general, de una continua evolución en el
manejo de señales digitales.
Comunicaciones
Ya sabemos que las comunicaciones electrónicas
van mucho más allá de una simple conexión
telefónica. Revisemos algunos sistemas que ya
se están empleando en nuestros días y que
posiblemente se vuelvan elementos cotidianos
en un futuro cercano.
Videoconferencia
No obstante que ya tiene más de 100 años de
haber sido inventado, el teléfono ha mostrado
pocos cambios significativos en sus principios
básicos de operación (de hecho, es posible utili-
zar un aparato antiguo en las modernas líneas
digitales). Sin embargo, desde hace varios años
se ha trabajado en sistemas que permiten ade-
más observar en una pequeña pantalla al inter-
locutor.
Se han hecho múltiples experimentos en esa
dirección, aunque un obstáculo muy importante
es la inversión necesaria para sustituir los tradi-
cionales cables de cobre de la red telefónica, por
un tendido de fibra óptica que permite un ancho
de banda muy amplio. Cuando sólo se maneja
una señal de audio (y ni siquiera de muy alta
calidad), es suficiente el cableado tradicional, pe-
ro cuando se requiere enviar el enorme flujo de
datos que implica la transmisión de una imagen
en movimiento, la pérdida de fidelidad en el tra-
yecto es tal que la comunicación se vuelve prác-
ticamente imposible.
A pesar de esta limitante, a la fecha se han
realizado algunos experimentos que permiten la
transmisión de imágenes de baja resolución, uti-
lizando las mismas líneas telefónicas y el mismo
estándar de comunicaciones que emplean millo-
nes de teléfonos alrededor del mundo. Compa-
Con una tarjeta capturadora de video y una pequeña cámara con
CCD, es posible efectuar videoconferencias de computadora a
computadora vía Internet, aun cuando éstas se encuentren en
diferentes partes del mundo.
Aunque el movimiento no es continuo, ni la resolución muy
elevada, es suficiente para la videoconferencia.
Figura 2
Toma recibida con un módem de 33.6 Kbps
Cámara de video
Cortesía
de
USRobotics

ñías tan importantes como Casio, AT&T, Labora-
torios Bell, Matsushita y otras más, han presen-
tado prototipos funcionales de sistemas que son
capaces de transmitir igualmente voz e imagen.
Por supuesto, la imagen transmitida es de muy
baja resolución y con una frecuencia de refresco
de apenas unos cuantos cuadros por segundo,
pero se espera que, conforme se desarrollen las
tecnologías de codificación y de compresión de
datos, su calidad mejore.
Hasta el momento ningún sistema ha sido
aceptado por las grandes compañías telefónicas
como un estándar, aunque ya está en uso una
alternativa muy prometedora: por medio de la
red Internet es posible enlazar dos o más compu-
tadoras utilizando las líneas telefónicas tradicio-
nales, y entre sus mensajes intercambiados se
puede hacer una combinación de audio y video
comprimido, en pequeños “paquetes” que se deco-
difican en el sistema receptor y se presentan al
usuario como voz proveniente de la tarjeta de
sonido e imagen expedida en el monitor (figura 2).
La ventaja de esta innovación, es que las com-
putadoras pueden estar ubicadas en puntos muy
distantes del planeta, pero el costo de la llamada
no es de larga distancia, sino local, de la misma
manera que los demás servicios de Internet. No
está de más recordar otro servicio moderno que
constituye una alternativa de comunicación ba-
rata, eficiente e instantánea: el correo electró-
nico. Si usted está conectado a Internet sabe a
qué nos referimos.
Televisión vía satélite
Seguramente usted ha sido testigo de la propa-
gación de antenas parabólicas que reciben direc-
tamente la señal de un satélite.
En los años 60’s, en plena carrera entre nor-
teamericanos y soviéticos por la conquista del
espacio, comenzaron las primeras transmisiones
de televisión por satélite (figura 3). Al principio,
con el lanzamiento del Early Bird apenas se
consiguió un flujo de 240 llamadas telefónicas
simultáneas entre Europa y Estados Unidos; sin
embargo, de entonces a la fecha los circuitos de
manejo de señal incluidos en los satélites, han
avanzado a tal grado que un satélite moderno
puede manejar cientos de canales de TV y audio
a la vez, al tiempo que transfiere enormes canti-
dades de datos derivados de los flujos de llama-
das telefónicas.
Conforme se desarrolló todo un sistema de
satélites comerciales, las grandes compañías
televisoras pudieron vender directamente sus
señales a los usuarios. Fue entonces cuando se
comenzó a instalar en muchos hogares del mun-
do las tradicionales antenas parabólicas que to-
man la señal que “baja” del satélite y la entregan
a un receptor especial que finalmente recupera
las emisiones televisivas. La desventaja de dicho
sistema, es que se requiere una antena de gran-
des dimensiones y un enorme mecanismo que
permita cambiar su orientación hacia tal o cual
satélite.
Ese sistema de recepción de TV vía satélite
ha quedado obsoleto gracias a las técnicas digi-
tales, que mediante una poderosa compresión
de datos hacen posible la transmisión y codifi-
cación de varios canales en el mismo ancho de
banda dedicado normalmente a un solo canal.
De esta manera, es posible utilizar una pequeña
antena orientada de manera permanente hacia
una misma dirección, desde donde transmite su
señal uno o más satélites geoestacionarios. A
La carrera por la conquista del espacio iniciada en los años
60’s entre norteamericanos y soviéticos, desembocó en una
gran infraestructura satelital en la que descansan las modernas
comunicaciones teléfonicas, televisivas, radiofónicas y el
Internet, entre otros servicios.
Figura 3
Photodisc

5
este nuevo sistema se le conoce como DTH-TV
(siglas de Direct-to-Home TV o televisión directa
al hogar). Para mayores detalles, consulte el artí-
culo que al respecto publicamos en este número
de Electrónica Radio-Gráfica.
Internet también ha sido planteado como un
recurso para la transmisión de programas televi-
sivos (figura 4A), aunque igualmente se ha topa-
do con la barrera del ajustado ancho de banda
de las líneas telefónicas tradicionales; sin embar-
go, es posible que con la aparición de los llama-
dos Cable Modems (dispositivos que utilizan las
líneas de TV por cable para establecer enlaces
vía Internet, figura 4B) y el consiguiente aumento
en la velocidad de transferencia de datos, la TV
por esta red se convierta en algo cotidiano.
Comunicación y localización personal
La telefonía celular es un medio de comunicación
que apareció hace pocos años y que ha tenido
buena aceptación, y si bien las emisiones son
analógicas, su tecnología depende en los centros
de control de sistemas digitales muy complejos.
Además, se le han incorporado recursos digitales
de encriptación de conversaciones para evitar
que personas ajenas puedan interceptar llama-
das, así como “llaves de seguridad” que permiten
precisar si una llamada efectivamente proviene
de un cierto teléfono o si algún “pirata” está tra-
tando de utilizar la línea sin derecho. Una adición
más, es el cálculo automático de facturación, por
medio del cual el usuario puede ir controlando
sus consumos telefónicos.
También han surgido sistemas masivos de
radio-localización, los llamados beeper, los
cuales pueden transmitir mensajes sin importar
el punto de la ciudad donde se encuentre el usua-
rio. Para ello, las compañías proveedoras del ser-
vicio poseen estaciones radiales, que emiten en
todas direcciones el mensaje, pero con una clave
digital única para que sólo pueda ser decodi-
ficada por el receptor destinatario. Incluso, el
mismo mensaje se envía en formato digital y se
despliega en una pantalla de cristal líquido me-
diante caracteres alfanuméricos.
Pero hay todavía un sistema de localización
personal no muy conocido. ¿Ha observado en
algunos camiones repartidores la leyenda “Prote-
gido con sistema de localización vía satélite”?
Esta forma de ubicación se basa en un pequeño
aparato denominado GPS (Global Positioning
System o Sistema de Posición Global, figura 5),
el cual recibe las señales enviadas por tres o más
satélites colocados en órbita estacionaria; mi-
diendo de forma muy precisa el tiempo que tarda
cada señal en llegar, es posible determinar la ubi-
cación del camión (lo cual se logra con un mar-
gen de error de pocos metros); para llevar a cabo
este cálculo, los GPS necesitan forzosamente de
una computadora que mide los retardos de las
Transmisión típica de señales de video por Internet.
Observe el reducido tamaño de la imagen, su
baja resolución y la muy baja velocidad de
refresco de dos cuadros por segundo (fps).
Este videoclip de Gloria Estefan lo puede
ver en la siguiente dirección:
http://www.tvontheweb.com
Figura 4B
Figura 4A
Dos cuadros
por segundo

señales de los satélites, realiza la triangulación
de señales y localiza con exactitud el punto del
globo terrestre en que se encuentra.
Este método también ha venido a revolucionar
los sistemas de orientación en la navegación ma-
rítima y aérea, pues permiten a los capitanes de
barco y a los pilotos consultar en tiempo real la
posición del barco o la nave a través de una com-
putadora a bordo que recibe las señales del GPS.
Audio y video
Esta es una área donde los cambios son percibi-
dos muy rápidamente por el público consumidor
y por el especialista electrónico, y probablemente
es la que más influye en nuestros hábitos de en-
tretenimiento. Enseguida haremos referencia a
algunos de sus principales avances.
El DVD
Recientemente entró al mercado de consumo y
de computación un nuevo sistema de almacena-
miento de información que seguramente va a
reemplazar a las cintas de video y al CD conven-
cional: nos referimos al formato de audio y video
digital conocido como DVD o disco versátil digital.
Estos discos tienen un aspecto muy similar al
de un CD común (figura 6A); de hecho, su tecno-
logía de fabricación es similar, con la salvedad
de que pueden almacenar una cantidad de datos
seis veces mayor a la de un disco de audio digital
debido a que es menor el tamaño de los pits de
información (B); y aun esa capacidad podría
llegar a ser hasta más de 20 veces superior a la
que alcanza un CD, gracias a un sistema de
grabación por capas (C).
Esto hace que el DVD se convierta en un me-
dio de almacenamiento ideal para video digita-
lizado, con la ventaja de que proporciona mejor
calidad de imagen que las tradicionales cintas
magnéticas, y que además ofrece las ventajas
del medio óptico: su nulo desgaste y la posibi-
lidad de añadir datos de control y de detección y
corrección de errores en la lectura.
La televisión de alta definición
Aunque ya tiene más de 50 años, el formato de
televisión NTSC sigue rigiendo la transmisión y
recepción de señales televisivas en la mayor
parte del mundo.
Este formato fue diseñado a finales de los
años 40´s, y aunque gradualmente se le han
añadido ciertas innovaciones (como la inclusión
del color o del audio en estéreo), en un aspecto
tan importante como la resolución de imagen
no ha habido mejoras. Dicho formato puede
manejar un máximo de alrededor de 350 líneas
horizontales, lo cual queda muy por debajo del
manejo de video en computadoras personales,
donde las imágenes son de 600, 700 o más de
1000 líneas de resolución horizontal.
Ya hace más de diez años que en Europa,
Japón y Estados Unidos se han planteado nuevos
formatos de televisión de alta definición; sin em-
bargo, el problema de su estandarización es que
requieren un tipo de televisor especial para
dichos formatos, y los millones de aparatos que
ya existen son incompatibles con los nuevos sis-
temas. No obstante, después de años de investi-
gación y discusiones, finalmente en 1997 se
aprobó en Estados Unidos un nuevo estándar que
ofrece una resolución horizontal superior a las
mil líneas, lo cual permite el despliegue de imá-
genes con calidad equivalente a la de una pelí-
cula de 35 mm (se estima que un televisor actual
tiene una calidad muy similar a la de una película
de 8 mm).
Sistema de posición
global de Sony, que
mediante satélite
establece su posición y
curso en modalidades
mapa, coordenadas o
planos. Los datos se
despliegan en una
pantalla de cristal líquido.
Figura 5

7
Una comparación entre el tamaño de los pits de
información de un CD y los de un DVD.
En el DVD, es posible grabar hasta cuatro capas independientes,
lo que multiplica aún más la capacidad de almacenamiento.
CD
Reproductor
de DVD
DVD
A
B C
Para conseguir este impresionante incremen-
to en la resolución sin que se dispare el ancho
de banda requerido, se necesita forzosamente
del proceso digital de imágenes, las cuales, una
vez convertidas en 1’s y 0’s, pasan por complejos
métodos de compresión de datos que permiten
reducir el ancho de banda de la señal a aproxima-
damente una sexta parte de su tamaño original.
Esta señal reducida puede transmitirse utilizando
el mismo ancho de banda que necesita un canal
de TV común, lo cual es muy conveniente porque
amplía la flexibilidad en el manejo del espectro
electromagnético (de por sí ya cercano al punto
de saturación).
Una desventaja de dicho sistema de televisión,
es que es incompatible con los actuales recepto-
res NTSC; es decir, los televisores actuales no
podrán captar la nueva señal, como sí ocurrió
Figura 6

con el surgimiento de la TV color, y los receptores
en blanco y negro pudieron seguir funcionando
normalmente. De esta manera, para poder recibir
las transmisiones de TV de alta definición que
en próximos años reemplazarán a las del patrón
NTSC, los usuarios tendrán que adquirir un nue-
vo receptor.
Métodos de grabación de audio digital
A pesar de que el manejo digital del audio no es
novedoso (se popularizó en 1981, con el surgi-
miento del disco compacto), hasta hace algunos
años no existía un medio que fuera no solamente
de lectura, sino también de escritura. En la actua-
lidad existen varias opciones a nivel de consu-
midor para la grabación de audio digital: el DAT,
el DCC y el Mini-Disc. Cada uno de estos sistemas
funciona con principios particulares y son incom-
patibles entre sí.
El DAT o cinta de audio digital, es un sistema
patentado por Sony que trabaja con base en un
tambor giratorio similar al de una videograbado-
ra (figura 7A); puede almacenar una señal este-
reofónica de audio muestreada con una precisión
de 16 bits y una frecuencia de 48 KHz, garanti-
zando una buena captura de toda la gama diná-
mica audible por el ser humano (figura 7A). Este
sistema fue el primero que ofreció al público con-
sumidor la posibilidad de grabar audio en forma-
to digital (sin tomar en cuenta a las grabadoras
de audio PCM, que se utilizaron en algunas má-
quinas Beta); no obstante sus ventajas, no tuvo
mucha aceptación, excepto en los estudios de
grabación y en las radiotransmisoras.
El DCC es también un sistema de cinta, aun-
que trabaja con base en cabezas múltiples que
graban los tracks de manera paralela (figura 7B).
Este sistema es una patente de Philips y tiene la
ventaja de que el aparato, a pesar de grabar y re-
producir cintas en formato digital, es compatible
con los cassettes de audio analógicos, que tam-
bién es una patente de Philips de 1963. Con esto
se buscó que los consumidores tuvieran un incen-
tivo adicional para adquirir este nuevo formato,
aunque hasta la fecha sus resultados no son muy
exitosos (su principal punto de venta es Europa).
Finalmente, el Mini-Disc, otra patente de Sony,
trabaja por medios magneto-ópticos, lo que le
permite combinar las ventajas del disco compac-
to y la flexibilidad de las cintas en cuanto a su
capacidad de grabación (figura 7C). Este desarro-
llo parece ser el más prometedor de los tres mé-
todos de grabación de audio digital a nivel consu-
midor, aunque con la próxima generación de
DVD’s grabables, es posible que no alcance su
consolidación.
Proceso digital de audio
Los fabricantes equipos de audio, están inclu-
yendo en sus diseños sistemas que ofrecen
novedosas experiencias auditivas, tales como la
emulación del sonido envolvente de una sala de
conciertos, de un espacio abierto, de un concierto
al aire libre, etc.
Esta reproducción de ambientes sonoros es
posible gracias al proceso digital de señales, que
identifican las características fundamentales de
las distintas locaciones comunes y, por métodos
lógicos, los emulan para dar al espectador la
impresión de estar en un recinto completamente
distinto a la sala de su casa.
Estos aparatos incluyen complejos procesado-
res que, a partir de una señal original, pueden
recrear los ecos y rebotes de sonido que produ-
cen ciertas salas o sitios específicos, “rodeando”
al auditorio con sonidos que le dan la sensación
de encontrase en dicha localidad.
Procesamiento de datos
No hay rama de la tecnología que avance a un
ritmo tan acelerado como la informática, tanto
en sus aspectos de hardware como de software.
A tal grado han evolucionado las computadoras
en los últimos años, que se estima que la poten-
cia de cálculo conjunta de todos los ordenadores
que controlaron la misión Apolo 11 que llevó por
primera vez al hombre a la Luna en 1969, es
menos poderosa y versátil que una computadora
moderna. Analicemos algunos puntos relevantes
de esta tecnología.
Microprocesadores
Desde que se desarrollaron los primeros circuitos
integrados en la década de los 60´s, se vislumbró
la posibilidad de condensar en una sola pastilla

9
de silicio todos los elementos necesarios para
efectuar los complejos cálculos que se llevan a
cabo en una computadora; sin embargo, es posi-
ble que los investigadores no imaginaran que se
podrían incorporar cientos de miles e incluso mi-
llones de elementos semiconductores en un chip
de apenas algunos milímetros cuadrados.
Los modernos microprocesadores de quinta
y sexta generación de la plataforma PC, están
constituidos por más de cinco millones de tran-
sistores que trabajan a altísimas velocidades,
alcanzando 300 MHz de frecuencia de reloj. Tan
sólo el Pentium II de Intel incluye 7.5 millones
de transistores y trabaja con velocidades que van
Escritura de datos
Cabeza magnética
Cabeza magnética
Rayo láser
(radiación continua)
Distancia aproximada
entre la cabeza magnética
y el disco
Bobina
Capa
protectora
Dirección de
revoluciones
Lado opuesto de la circunferencia
Rayo láser
Disco MO
(sustrato superficial)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Cabezas de
grabación digital
Sentido de giro
para el auto-reversible
Cabezas de
reproducción digital
Cabezas MRH
(reproducción
analógica)
Cinta
Ensamble de cabezas del DCC
A
B
C
Sustrato
(sección principal)
Figura 7

El 4004de Intel, primer microprocesador fabricado
en el mundo (1971); contenía 2300 transistores
El Pentium II de Intel, lanzado en 1997, contiene 7.5 millones de transistores.
de 200 a 300 MHz, y ya se anunciaron frecuencias
todavía mayores (figura 8). En plataformas alter-
nativas, como los procesadores Alpha de la com-
pañía Digital Equipment (tecnología reciente-
mente adquirida por Intel), ya se distribuyen
comercialmente circuitos que rebasan los 600
MHz de velocidad.
Otros desarrollos en el campo de los micro-
procesadores, es la incorporación de grandes
magnitudes de memoria caché de rápido acceso
para la ejecución predictiva de operaciones, la
inclusión de múltiples líneas de ejecución que
permiten realizar más de una operación por ciclo
de reloj, la ampliación de los buses de comunica-
ción que permite la adquisición o expedición de
varios bytes a la vez, la inclusión de las unidades
de punto flotante en la misma estructura del chip,
etc. De hecho, aproximadamente cada seis me-
ses los fabricantes de microprocesadores presen-
tan alguna innovación que hace a sus dispositi-
vos más poderosos y flexibles.
Esto ha puesto al alcance de cualquier usuario
promedio de computadoras, una capacidad de
procesamiento de datos que hasta hace pocos
años estaba destinada a grandes empresas o
universidades. Como un dato interesante, le dire-
mos que TRON, una película de Disney filmada
en la segunda mitad de los 70´s, fue una de las
primeras cintas que incorporó animaciones en
computadora con gráficos renderizados en tres
dimensiones. Pues bien, en aquella época se re-
quirió toda la potencia de una computadora Cray
de 64 bits para realizarlas; en la actualidad, los
videojuegos de la consola Nintendo 64 incluyen
un microprocesador de 64 bits de Silicon Gra-
phics y pueden generar animaciones de mejor
calidad que las de obtenidas en TRON.
Capacidad de almacenamiento de datos
Actualmente, una computadora con micropro-
cesador Pentium, equipo multimedia, disco duro
de más de un gigabyte, tarjeta de fax-módem,
etc. llega a costar menos de mil dólares. En cam-
bio, hace unos quince años tan sólo un disco du-
ro de 10 ó 20 megabytes (el 1% de la capacidad
típica actual), podía costar unos 1,500 dólares.
Figura 8
Figura 9
Para grabar un disco por medios magneto-ópticos, un rayo láser de alta potencia eleva la
temperatura de un punto en el disco (1), al tiempo que se le aplica un campo magnético
intenso (2). Gracias al "efecto Curie", una vez que se ha apagado el láser el punto queda
magnetizado, con lo que queda grabado un bit de información (3).
1
2
3
Disco magneto-óptico

11
Al igual que la mayoría de componentes de
una computadora, los discos duros han experi-
mentado una caída sensible en sus precios aso-
ciada a crecientes mejoras tecnológicas; en este
caso, hablamos de un extraordinario incremento
en la capacidad de almacenamiento, disminu-
ción de los tiempos de acceso a los datos y fiabili-
dad de la información. Ello se ha conseguido
gracias a avances en la tecnologías de fabrica-
ción de los platos magnéticos, de las cabezas de
lectura/escritura y de los circuitos que codifican
y manejan la información.
Incluso, desde hace algunos años se viene
utilizando la tecnología magneto-óptica como
alternativa para el almacenamiento de datos
(figura 9). Y no hay que olvidar que el CD-ROM
(la misma tecnología del disco compacto de
audio digital, pero aplicada a sistemas de cóm-
puto) por muchos años se mantuvo como el me-
dio por excelencia para la venta de programas
multimedia, debido a su alta capacidad de alma-
cenamiento (hasta 640 MB de información) y muy
bajo costo.
Es más, pruebas de laboratorio en las que
también se combinan las tecnologías óptica y
magnética, prometen multiplicar por un factor
de 10 la capacidad de almacenamiento, utilizan-
do básicamente los mismos discos magnéticos;
al mismo tiempo, se están experimentando mé-
todos para grabar información en cristales foto-
sensibles e incluso para utilizar memorias tipo
RAM como principal medio de almacenamiento
de datos, con el consiguiente aumento de la
velocidad de acceso.
Gracias a estos avances, se calcula que hacia
principios del próximo siglo una computadora
estándar podría contener decenas o cientos de
gigabytes de información en dispositivos de
tamaño muy reducido.
Interface máquina-usuario
Quienes llevan algunos años en el medio de la
computación, seguramente saben que el sistema
operativo DOS sólo puede manejarse mediante
órdenes alfanuméricas introducidas por el usua-
rio desde el teclado.
El surgimiento de los ambientes gráficos (el
MacOS en Macintosh, el Workbench de Amiga y
Windows de Microsoft en PC) constituyó una
revolución total en el desarrollo y popularización
de las computadoras personales, permitiendo
que usuarios poco experimentados tuvieran
acceso a los recursos de cálculo de un ordenador
moderno, pues la lógica de los menús, iconos y
ventanas es sumamente intuitiva (figura 10).
Además de Microsoft y Apple (propietaria de
Macintosh), actualmente grandes firmas mundia-
les, entre las que se cuentan IBM, QNX y Linux,
están trabajando en el diseño de sistemas opera-
tivos que ofrezcan una interface de comuni-
cación que mejore la interactividad entre el usua-
rio y la computadora. De manera específica, se
pretende añadir sistemas de reconocimiento de
instrucciones orales; además, se busca una ma-
yor integración entre el sistema operativo e Inter-
net, ya que al parecer la tendencia a nivel mun-
dial es que toda computadora esté conectada a
la “red mundial”; la integración del navegador
de Internet con el sistema operativo, permitiría
ese enlace de manera natural para el usuario.
De hecho, desde hace algún tiempo están dis-
ponibles programas de reconocimiento de voz,
que permiten al usuario dictarle una carta direc-
tamente a la computadora (Macintosh puso a la
venta hace algunos años una máquina a la que
se podían dictar cartas sencillas, aunque sólo tra-
bajaba en inglés). Para los usuarios discapacita-
dos también se han desarrollado programas que
Iconos para ejecutar
programas y otras tareas
Ventana del procesador
de textos de Works 95
Barra de botones para ejecutar
diversas acciones en Works
Escritorio de Windows 95
Menús
Menú de ayuda de Works
Figura 10

Podemos decir que Internet,
es la unión a nivel mundial de varios
millones de computadoras repartidas
en diversos países y continentes.
Todas las comunicaciones
entre ellas se llevan a cabo
utilizando la infraestructura
telefónica, de ahí
su amplia difusión.
permiten dar algunas órdenes verbales al
sistema, controlar la ejecución de los programas
mediante periféricos especiales e incluso siste-
mas que le permiten a un invidente digitalizar
páginas de un libro y traducir los textos en voces
sintetizadas o ser impresos en Braille.
Internet
Pocos temas han generado tanta expectación
como Internet, aun entre el público que rara-
mente trabaja con una computadora; y es que la
red mundial de computadoras ofrece una serie
de servicios que definitivamente han modificado
el concepto de la comunicación.
Internet es una red mundial de computadoras
conectadas entre sí por medio de líneas de rápido
acceso, a través de comunicaciones vía satélite
o por simples líneas telefónicas (figura 11). Estos
son los servicios de Internet más utilizados, y
todos al costo de una llamada telefónica local:
1) Correo electrónico. Permite el intercambio de
información escrita (pueden enviarse también
imágenes, gráficos o cualquier otro tipo de
archivo computacional) de forma práctica-
mente instantánea y a cualquier parte del
mundo.
2) IRC. Permite entrar a grupos virtuales de con-
versación escrita, en los que navegadores de
distintas partes del planeta “se reúnen” para
intercambiar experiencias sobre un tema
específico; lo que un usuario escribe en su
computadora los otros lo reciben. A estos
servicios también se les conoce como chats.
El concepto también ha evolucionado hacia
la conversación directa como si fuera una
llamada telefónica (los llamados Internet-
phone) e incluso hacia la transmisión de la
imagen de los interlocutores (la videocon-
ferencia, de la que ya hablamos).
3) La World Wide Web (telaraña mundial). Es un
sistema basado en “páginas “, que no son otra
cosa que interfaces similares a las que se
utilizan en los programas multimedia, es
decir, pantallas con texto, gráficos, sonidos,
animación y otros elementos de control que
se utilizan en los programas con interface
gráfica (figura 12). Y al igual que en un progra-
ma multimedia, la pantalla tiene textos e
imágenes sensibles que, al colocar el puntero
del ratón y hacer clic, permiten “saltar” de un
punto a otro de la misma página o hacia otra
página.
La Web es la parte más exitosa de Internet y
la que de hecho ha popularizado a esta red
mundial de computadoras, debido a su mane-
jo extraordinariamente sencillo. Cualquier
persona, aunque no tenga conocimientos de
Botones de acceso
a otras partes de la
página
Figura con animación
Pantalla principal de la página de Aiwa
Botones del programa de navegación por
Internet Microsoft Internet Explorer 4.0
Figura 12
Figura 11

13
computación, puede “navegar” en la Web.
Además, otra de sus ventajas es que hay millo-
nes de páginas en todo el mundo, puestas por
las empresas, por las universidades y por
particulares, que brindan acceso gratuito a
todo tipo de información.
De hecho, es muy importante que usted, ya
sea estudiante o técnico en electrónica, vaya
pensando en adquirir una computadora y co-
nectarse a Internet, si es que aún no lo ha
hecho. A través sus páginas en la Web, los
fabricantes de equipos electrónicos brindan
mucha información gratuita y sumamente
valiosa; además, se pueden intercambiar ex-
periencias con otros usuarios de diferentes
partes del mundo, etc.
Existen otros servicios disponibles en Internet,
como grupos de discusión, listas de correo, trans-
ferencia de archivos de un servidor hacia cual-
quier computadora que lo solicite (FTP), etc., pero
sin duda estos son los más empleados por el
usuario típico.
Electrónica de control
Los avances en este campo podemos dividirlos
en dos: en el hogar y en la industria. En el primer
caso, se han desarrollado diversos sistemas de
control remoto, la automatización y programa-
ción de los equipos, alarmas y cerraduras elec-
trónicas, etc. En el segundo caso, se han desa-
rrollado sistemas de control que supervisan con
exactitud el funcionamiento de grandes maqui-
narias, que mueven líneas de montaje completas,
que manejan robots encargados del ensamble
de mecanismos y de la aplicación de pintura, en-
tre otras muchas aplicaciones (figura 13).
La electrónica de control aprovecha que los
dispositivos digitales permiten tomar decisiones,
controlan movimientos de mecanismos, mane-
jan las temperaturas de diversos procesos,
determinan los flujos de materiales para producir
algún producto, etc. Incluso ya existen en el
mundo fábricas 100% robotizadas, que necesitan
de mínima supervisión humana.
La gran ventaja de los sistemas de control
digitales, es que gracias a su núcleo lógico, es
posible adaptar un mismo mecanismo para que
atienda necesidades distintas. Así, por ejemplo,
en las líneas de montaje de aparatos electróni-
cos, donde constantemente se están cambiando
los circuitos y modelos, se puede seguir aprove-
chando el mismo sistema de control para la
producción de los nuevos diseños; sólo hay que
sustituir el programa para que los módulos
mecánicos ejecuten movimientos y pasos apro-
piados a las nuevas necesidades, y sin necesidad
de cambiar por completo toda la tableta de con-
trol por una nueva.
Hay muchos campos más en los que las técni-
cas digitales han producido un impacto determi-
nante. Por ejemplo, en la simulación y entreteni-
miento mediante la realidad virtual, en el diseño
industrial, en la construcción de prótesis para
personas que han perdido algún miembro, en el
análisis clínico, en el control electrónico del auto-
móvil, en las transferencias monetarias y en
miles de áreas más, algunas de las cuales abor-
daremos en sucesivos números de Electrónica
Radio-Gráfica.
Figura 13
Robot utilizado en el ensamble de tarjetas
de circuito impreso

1
EL TRANSISTOR
EN SU 50
ANIVERSARIO
Comienza la revolución digital
En el último número de diciembre de 1997, la
revista Time designó como el hombre del año a
Andrew Grove, cofundador de Intel, y no precisa-
mente por la sencillez extrema que lo caracteri-
za, sino por la influencia determinante que a
nivel mundial ejercen los productos de esa gi-
gantesca compañía.
Intel es la empresa que fabricó por primera
vez un microprocesador, una pastilla de circuito
integrado que contiene todos los elementos
necesarios para realizar los complejos cálculos
numéricos y lógicos que se ejecutan en una com-
putadora. Nos referimos al ya legendario 4004,
un microprocesador con apenas 2300 transis-
tores, pero con la misma capacidad de cómputo
que la ENIAC, la primera computadora (1947), la
cual contenía unas 18 mil válvulas, ocupaba una
habitación entera para albergar sus gigantescas
proporciones y pesaba 30 toneladas (figura 1).
La industria de los microprocesadores y sus
productos complementarios (monitores, discos
duros, memorias, tarjetas de interface, sistemas
operativos, programas de aplicaciones, etc.), cons-
EL TRANSISTOR
EN SU 50
ANIVERSARIO
Carlos García Quiroz y
Leopoldo Parra Reynada
La electrónica de estado sólido
descansa en los semiconductores
como medios para la amplificación
y rectificación de señales, la
conmutación de estados lógicos,
etc. Desde su descubrimiento, hace
50 años, los semiconductores
mostraron ventajas con respecto a
las válvulas de vacío, pues
permitieron construir dispositivos
más pequeños, con un consumo
mínimo de energía, eficientes,
confiables, fáciles de producir y de
conectar. El transistor es el
elemento más importante de los
dispositivos semiconductores, pues
es el “ladrillo” con el que se
construye el edificio de la tecnología
electrónica moderna.

tituyen el motor de las modernas economías,
especialmente de la norteamericana, donde tan
sólo Silicon Valley, una pequeña región de Cali-
fornia, produce alrededor de 200 mil millones de
dólares al año (¡más de la mitad de todo lo que
produce México en el mismo período!). No es
gratuito que los especialistas económicos afir-
men que los países desarrollados tienden hacia
una economía digital.
Pero los microprocesadores no son sino un
eco o resultado de otro invento sobre el que en
última instancia se fundamenta la revolución
digital: el transistor.
Hace 50 años, el 23 de diciembre de 1947,
científicos de los Laboratorios Bell demostraron
que un dispositivo construido con base en mate-
riales sólidos, podía comportarse de forma prác-
ticamente idéntica a las válvulas de vacío, pero
sin sus inconvenientes. Aunque desde un princi-
pio se supuso que el invento tendría mucha im-
portancia en el futuro, sus inventores jamás ima-
ginaron la revolución que estaba a punto de co-
menzar en la tecnología electrónica, con repercu-
siones en todas las áreas del quehacer huma-
no. Por su descubrimiento, William Shockley, John
Bardeen y Walter Brattain fueron acreedores al
Premio Nobel de Física en 1956 (figura 2).
En el principio fue la válvula de vacío
El transistor vino a desplazar a otro gran disposi-
tivo en el que descansó por décadas la incipiente
tecnología electrónica: la válvula triodo, inven-
tada en 1906 por Lee De Forest, quien a su vez
se apoyó en la válvula diodo, inventada en 1905
por John A. Fleming, basándose en un fenómeno
(el efecto Edison) descubierto por Tomas A. Edi-
son durante las investigaciones que lo llevaron
a inventar la bombilla incandescente.
Lee de Forest encontró que una rejilla de
alambre electrificada originaba un flujo de elec-
trones cuando se le colocaba dentro de un tubo
o válvula de vacío. Dicho flujo podía ser contro-
lado de distintas maneras: se le podía interrum-
pir, reducir o incluso detener por completo; así
por ejemplo, una muy baja corriente de electro-
nes en la entrada del tubo llegaba a ser ampli-
ficada por éste, a fin de producir una intensa co-
rriente en la salida, por lo que este dispositivo
fue utilizado en televisores, radios y en cualquier
otro equipo electrónico en el que se requiriera
aumentar el nivel de una señal de entrada.
La válvula de vacío pudo ser aprovechada para
la rectificación de corrientes (válvula diodo), para
la amplificación (válvula triodo) y para un gran
número de aplicaciones especializadas (válvulas
pentodo, tetrodo y otras más, figura 3). Con todo
este potencial en el control de la electricidad, el
hombre pudo manejar señales electrónicas (elec-
tricidad transportando información); y así surgie-
ron y se desarrollaron nuevas formas de comu-
nicación como la radio y la televisión, y nuevos
avances tecnológicos, como el radar y las prime-
ras computadoras.
Surge el transistor
Las investigaciones de las que surgió el tran-
sistor, como todo desarrollo humano, estuvieron
rodeadas de acontecimientos diversos en los que
Figura 1
Científicos de los
laboratorios Bell
que desarrollaron el
transistor. Al frente,
Shockley, atrás
izquierda, Bardeen
y atrás derecha
Brattain.
Figura 2
Archivo
de
AT&T

3
intervinieron las deducciones lógicas, el ensayo,
el error, la suerte y la pericia.
El primer transistor fue construido en una
base plástica en forma de C, en la cual se monta-
ron dos piezas de un elemento por entonces no
muy conocido, el germanio, sostenidas por un
resorte elaborado en último momento con un clip
de oficina. De las terminales de esta estructura
salían delgados hilos de oro, que hacían las veces
de conectores para la entrada y salida de señales
(figura 4). Con este dispositivo tan rudimentario,
los investigadores pudieron amplificar señales
de igual forma como lo hubieran hecho con una
válvula triodo; y no había necesidad de una
envoltura de cristal al vacío, de filamentos incan-
descentes o de elevados voltajes de operación.
En efecto, el transistor (llamado así debido a
que transfiere la señal eléctrica a través de un
resistor) pudo realizar las mismas funciones del
tubo al vacío, pero con notorias ventajas: no sólo
sustituyó el complejo y delicado tubo por un sen-
cillo montaje que consiste básicamente en un
conjunto de finos alambres “bigotes de gato”,
acoplado en un pequeño cristal semiconductor,
sino que hizo innecesaria la condición de vacío.
Además, no requería de previo calentamiento
para empezar a funcionar, y tampoco de un gran
volumen para su encapsulado; su estructura fija
hacía de él un dispositivo más confiable y dura-
dero; y su consumo de energía era insignificante.
¿Qué es un semiconductor?
Para saber cómo trabaja un transistor, se debe
entender la manera en que la corriente eléctrica
es conducida a través de un sólido y el principio
de operación de los semiconductores.
Básicamente, la conducción de electricidad en
un sólido depende del grado de libertad de sus
electrones. Sabemos que el cobre es un buen con-
ductor, puesto que tiene un electrón en su órbita
o capa externa, el cual se libera fácilmente, pro-
vocando un flujo de electrones y por consiguiente
conducción de electricidad. Y como la mayoría
de los metales mantiene esa condición en sus
electrones, resultan ser buenos conductores.
Por su parte, los llamados “aislantes” son
elementos que, como en el caso del azufre, por
tener sus electrones contenidos en estrechos
enlaces con los núcleos y con otros átomos, no
conducen electricidad.
Pero existe un tercer de tipo de materiales que
no se comportan ni como conductores ni como
aislantes puros: los semiconductores; esporádi-
camente, éstos proporcionan un electrón libre o
un espacio hueco para permitir la conducción
de la corriente.
Entre los semiconductores más comunes
puede mencionarse al silicio y al germanio, que
tienen aproximadamente un electrón libre por
cada mil átomos; esto contrasta con el cobre,
que suministra un electrón por cada átomo.
Los físicos manifestaron gran interés por
dichos materiales, pues al ser posible controlar
su número de electrones libres, podían compor-
tarse como conductores ante ciertas condiciones
y como aisladores ante otras. Precisamente, una
investigación específica sobre las propiedades
eléctricas de los semiconductores, fue lo que
condujo al desarrollo del transistor. Con el pro-
Los bulbos o válvulas de vacío
aprovechaban para su operación la
transferencia de electrones entre
un cátodo y un ánodo colocados
en el vacío, e introduciendo
algunas rejillas de control,
actuaban como amplificadores.
Figura 3
Imagen del primer
transistor. Los
cristales de
germanio eran la
pequeña pieza en
forma de cilindro
(emisor) conectada
al triángulo (base)
y a la placa inferior
(colector). Todos
los demás
elementos son de
soporte.
Figura 4
Archivo
de
AT&T

pósito de apreciar el comportamiento eléctrico
de una de estas sustancias, veamos la figura 5A.
Podemos observar un cristal de germanio (o
silicio) que tiene en su capa externa cuatro elec-
trones, llamados “electrones de valencia”, que
en conjunto enlazan a los átomos. Precisamen-
te, como todos los electrones se encuentran ocu-
pados en unir a los átomos, no están disponibles
para generar electricidad. (Gracias a la estructura
cristalina, los átomos “comparten” momentánea-
mente sus electrones exteriores, de modo que
viendo una fotografía instantánea del conjunto
se podría suponer que en todos los átomos hay
ocho electrones en su órbita exterior, condición
que resulta sumamente estable, puesto que no
deja ningún electrón libre para la conducción de
electricidad.)
Ahora, supongamos que alguna impureza con
cinco electrones en la órbita de valencia (por
ejemplo, un átomo de fósforo) entra al cristal.
Esto provoca que cuatro de los electrones formen
enlaces con los átomos de germanio, pero el
quinto queda libre para conducir la corriente (fi-
gura 5B).Otro caso similar muy interesante, es
el del átomo de boro introducido en el cristal de
germanio (figura 5C). El átomo de boro es una
impureza con tres electrones de valencia.
Aquí, uno de los puntos necesarios para la
unión con los átomos de germanio está ausente;
se crea entonces un estado de desequilibrio,
donde alguno de los átomos de la estructura tan
sólo cuenta con siete electrones, lo que deja un
espacio libre que puede ser llenado con un
electrón viajero. Por consecuencia, la falta de un
electrón (a la que se considera una entidad física
y se le denomina “hueco”) posee todas las propie-
dades de esta partícula; es decir, tiene masa y
carga; aunque, como está ausente, su carga es
positiva en vez de negativa.
De acuerdo con este comportamiento, se pudo
establecer que un cristal semiconductor es capaz
de conducir electricidad cuando se da la presen-
cia de impurezas. Con base en ello, fue diseñado
un método de control de electrones o huecos en
un cristal, que los científicos de los laboratorios
Bell consideraron en el invento del transistor. De-
pendiendo del tipo de impurezas introducidas en
el cristal, existen dos tipos de material: el mate-
rial tipo N o negativo (que posee algunos elec-
trones libres) y el material tipo P o positivo (con
algunos huecos libres). Estos materiales se com-
binan entre sí para construir diversos tipos de
dispositivos, siendo el más común de todos ellos
el transistor bipolar, cuya operación explicare-
mos a continuación.
Principio de operación de un transistor
A los transistores con las características citadas
se les denomina “bipolares”, y su estructura
interna es como se muestra en la figura 6A. Note
que se forma con tres capas alternadas de mate-
rial semiconductor: una N, otra P y finalmente
otra N (es por ello que se les llama NPN). Observe
también que a la terminal conectada en la parte
superior del dispositivo se le denomina “colec-
tor”, a la capa intermedia “base” y a la inferior
“emisor”. Veamos cómo funciona el conjunto.
En primer lugar, para que un transistor fun-
cione tiene que estar polarizado en cierta forma;
en el caso que nos ocupa (transistor NPN), esta
polarización implica un voltaje positivo aplicado
entre colector y emisor y una alimentación posi-
tiva de pequeña magnitud entre base y emisor
Figura 5
Si Si Si
Si
Si
Si
Si Si Si
Electrón libre
(material tipo N)
Hueco libre
(material tipo P)
A B C
Si Si Si
Si
F
Si
Si
Si Si
Si Si Si
Si
B
Si
Si
Si Si

5
(figura 6B). Cuando esto sucede y la polarización
de base es inferior al voltaje de ruptura del diodo
formado entre base y emisor (0.3 volts para el
germanio, 0.7 volts para el silicio), el voltaje entre
colector y emisor forma un campo eléctrico con-
siderable en el interior del dispositivo; pero como
se enfrenta a una estructura semejante a un dio-
do invertido (unión NP de colector a base), no
puede haber un flujo de corriente entre el colec-
tor y el emisor. Sin embargo, se tiene una condi-
ción tal de excitación de los electrones y huecos
en el dispositivo, que bastaría con cualquier
impulso externo para que el conjunto entrara en
conducción.
Este impulso proviene justamente de la co-
rriente aplicada en la base, misma que se dispara
al momento en que el propio voltaje aplicado en
la base supera el punto de ruptura antes men-
cionado; entonces, la corriente que circula entre
base y emisor provoca una avalancha de
electrones entre colector y emisor. Pero esta
avalancha no es desordenada, sino que depende
muy estrechamente de la cantidad de electrones
que circulen a través de la base (figura 6C); de
hecho, una de las características principales de
un transistor es un “factor de ganancia de
corriente”, el cual indica cuántas veces será
amplificada la corriente de la base en el colector
(la fórmula es IC
= Hfe x IB
, donde Hfe es el factor
de ganancia de corriente, IC
= corriente de
colector e IB
= corriente de base). Para fines
prácticos, esto significa que el transistor ampli-
fica por un factor Hfe la corriente de su entrada.
La estructura NPN no es la única que se ha
desarrollado, sino que también existen transis-
tores con una “lógica negativa”; esto es, forma-
dos por capas alternas de material P, N y P (de
hecho, el primer transistor construido fue de este
tipo). El comportamiento de tales dispositivos
resulta prácticamente idéntico al anterior, sólo
variando el sentido de los voltajes de polari-
zación aplicados en las terminales. Vea en la fi-
gura 6D la simbología con que se identifica a los
transistores bipolares tipo NPN y PNP.
Transistores contenidos en obleas de silicio
El transistor tuvo un predominio absoluto en los
años 50, 60 y parte de los 70, desplazando a las
válvulas de vacío, en tanto elemento activo, en
funciones como amplificador de audio, de seña-
les de TV, de pulsos y como oscilador.
Sin embargo, ya desde fines de los 50’s se
advertía que la miniaturización de estos elemen-
tos podía alcanzar niveles extraordinarios. Preci-
samente, en 1958 en los laboratorios Fairchild
(gracias a los esfuerzos de un ingeniero muy cre-
ativo: Jean Hoerni) por primera vez se logró algo
que parecía imposible: en la superficie de un blo-
que de silicio se grabaron varios dispositivos a
la vez, conectados entre sí para realizar un traba-
jo en conjunto, y se introdujo este cristal semi-
conductor en un encapsulado único, de tal mane-
ra que se podía manejar como un bloque funcio-
nal. Fue así como nacieron los circuitos integra-
dos, que vendrían a ser el siguiente paso en la
evolución de la tecnología electrónica.
Figura 6
N
P
N
+ + + + + + +
- - - - - - -
- - - -
Colector
Emisor
Base
Vc
V
B
I
B
=0
Campo
eléctrico
Ic=0
C
C
E
E
B
B
N
P
N
Vc
VB
Campo
eléctrico
Ic = Hfe x I
B
+ +
-
-
-
-
-
-
-
-
I
B
=0
C
C
E
E
B
B
P
N
P
A B
C
D
> 0.7 V (Si)
> 0.3 V (Ge)
(muy
pequeña)

Más adelante, las técnicas de fabricación de
cristales de silicio mejoraron, la producción de
máscaras de grabado se depuró y se desarrolla-
ron nuevos e ingeniosos métodos para el dopado
de los materiales semiconductores. Fue posible,
entonces, fabricar circuitos integrados mediante
un proceso de fotograbado, en el que se tiene una
delgada oblea de silicio (figura 7) sobre la cual
se proyectan las sombras de unas máscaras
donde vienen grabadas las delgadas pistas que
posteriormente se convertirán en las terminales
de los transistores.
Utilizando métodos fotoquímicos se aprove-
chan las sombras para “sembrar” impurezas en
el sustrato semiconductor, y al ir apilando capas
alternativas de cristales tipo N y tipo P, finalmente
se obtiene una amplia variedad de dispositivos,
que pueden ir desde diodos hasta transistores
de efecto de campo. Vea en la figura 8 el proceso
de fabricación de los chips.
Gracias a ello, el transistor pudo ser reducido
hasta alcanzar la dimensión de unas cuantas
micras, es decir, una milésima de milímetro (en
la actualidad un transistor puede llegar a medir
0.25 de micra); precisamente, la experiencia ob-
tenida en la fabricación de circuitos integrados,
permitió a Intel fabricar en 1971 el primer micro-
procesador en un solo chip: el 4004.
Aquí cabe hacer la aclaración de que, para
que estos circuitos sean capaces de realizar cál-
culos matemáticos complejos en fracciones de
segundo, se aprovecha una característica muy
especial de los transistores: su capacidad de fun-
cionar como switches o interruptores de corrien-
te o voltaje; esto es, un transistor puede presentar
dos estados básicos: uno de conducción y otro
de no conducción. A esta aplicación de los tran-
sistores se le denomina “electrónica digital”.
Surgen los microprocesadores
Intel es la empresa pionera en la fabricación de
microprocesadores. Fue fundada en 1968 por
Gordon E. Moore, Andrew Grove y Ted Hoff,
quienes previamente habían trabajado para IBM
y/o Fairchild, y por lo tanto tenían experiencia
Oblea de silicio
en donde se
observa la gran
cantidad de
circuitos
idénticos que
se obtienen de
una sola pieza.
Figura 7
Fotoresistencia
Capa de dióxido de silicio
Capa de nitruro de silicio
Sustrato de silicio
Oblea de silicio
preparada
Proyección
de luz
Retícula
(o mascarilla)
Lente
Los patrones son
proyectados sobre
la oblea repetidamente
La fotoresistencia
expuesta es removida
Las áreas no protegidas por la
fotoresistencia son grabadas con gases
Los iones bañan las áreas
grabadas con impurezas
Región con impurezas
Conector de metal
La nueva fotoresistencia es girada en la
oblea y los pasos 2 al 4 se repiten
Un ciclo similar es repetido para cubrir las
uniones de metal entre los transistores
1
2
3
4
5
6
National
Semiconductor
Figura 8

7
en la fabricación en serie de circuitos integrados,
lo que les permitió manufacturar los primeros
chips de memoria RAM. En 1970, debido a la
buena reputación que habían ganado en el mer-
cado electrónico sus circuitos de memoria, una
firma japonesa fabricante de calculadoras electró-
nicas (Busicom) los contactó para que desarro-
llaran trece nuevos circuitos integrados que se-
rían el corazón de su nueva línea de modelos.
Enfrentados a este compromiso, los ingenie-
ros de Intel advirtieron que no tendrían el tiempo
suficiente para desarrollar los trece circuitos indi-
viduales; pero a dos de sus fundadores e inves-
tigadores más brillantes (Ted Hoff, reconocido
hasta la fecha como el “padre” del microproce-
sador, y Gordon E. Moore), se les ocurrió la idea
de crear un núcleo común que sirviera a los trece
modelos por igual; y los pequeños cambios que
atendieran a las particularidades de cada modelo
se grabarían en una memoria ROM independien-
te, en forma de un programa de instrucciones.
Este circuito de propósito general fue el primer
microprocesador de la historia; mas los derechos
de comercialización no pertenecían a Intel, pues
todo el diseño se había hecho por encargo de
Busicom. Sin embargo, la fortuna le fue favorable
a Intel, ya que en poco tiempo Busicom se vio
en serias dificultades financieras y le vendió los
derechos de explotación comercial del circuito
que había salido de sus laboratorios. Surge así,
en 1971, el primer microprocesador de venta al
público: el Intel 4004, un dispositivo que podía
manejar palabras de 4 bits de longitud y que esta-
ba construido a partir de un circuito integrado
de 2,300 transistores.
Este fue el punto de arranque de una extraor-
dinaria industria que a la fecha reporta miles de
millones de dólares al año de ganancias, y que
han convertido a Intel en la séptima compañía
más rentable del mundo.
La evolución de los microprocesadores de Intel
ha marcado de forma definitiva el crecimiento
del mercado de las computadoras personales.
Por ejemplo, cuando presentó su microprocesador
8080, los estudiantes e investigadores dispusie-
ron de un circuito con la suficiente capacidad de
cómputo para crear una microcomputadora. Y
así surgió la industria de las computadoras per-
sonales, la más famosa de las cuales fue la ZX
Spectrum. Posteriormente, cuando Intel presentó
el primer microprocesador de 16 bits, el 8086,
IBM lo eligió como el “cerebro” de su nueva plata-
forma de computadoras personales. Nace enton-
ces la PC (Personal Computer).
La plataforma PC ha ido evolucionando según
han aparecido en el mercado los nuevos micro-
procesadores de la serie X86: el 80286 impulsó
a la segunda generación de PCs, el i386 a la ter-
cera, el 486 a la cuarta y el Pentium a la quinta y
posteriores; y aunque hay otros tipos de micro-
procesadores que ofrecen igual o mayor potencia
de cómputo que los circuitos de Intel, gracias a
su enorme posición de mercado esta compañía
monopoliza algo así como el 90% de las ventas
mundiales de microprocesadores en el mundo.
Y en esta revolución el transistor es el per-
sonaje principal. Desde el microprocesador 4004
hasta el más moderno y avanzado diseño de
Intel, el Pentium II, están construidos con base
en minúsculos transistores, combinados de tal
forma que pueden realizar complejísimos cál-
culos en fracciones de segundo; de hecho, según
se ha ido avanzando en la evolución de los mi-
croprocesadores, el número de transistores in-
cluidos en una de estas pastillas ha ido creciendo
de forma exponencial, pasando de 2,300 en el
4004 hasta 7.5 millones en el Pentium II.
Como podrá suponer, agrupar millones de
transistores bipolares en un pequeño bloque de
silicio que apenas rebasa el área de una uña
(figura 9), requirió de profundas investigaciones
en el ámbito de los semiconductores. Fue así
como surgieron tecnologías que permitieron
fabricar nuevos tipos de transistores, como expli-
caremos a continuación.
Familias MOS y MOSFET
Los transistores que se utilizan en la construc-
ción de circuitos integrados extremadamente
complejos, como microprocesadores o bloques
de memoria, son del tipo semiconductor metal
óxido o MOS (figura 10). Estos transistores tienen
dos regiones principales: la fuente (source) y el
drenado (drain); como en este último hay electro-
nes en abundancia, se dice que los transistores

son también del tipo N. Entre la fuente y el drena-
do se encuentra una región del tipo P en la que
faltan muchos electrones; como ya se dijo, a
estas regiones se les llama “huecos”.
En su parte superior, el sustrato de silicio tiene
una capa de dióxido de silicio aislante; a su vez,
la parte superior es un metal que corresponde a
la compuerta (gate). Precisamente, de la anterior
combinación de un metal con un óxido se deriva
el nombre de “semiconductor metal óxido”.
Cuando un voltaje positivo es aplicado en la
compuerta de metal, se produce un campo eléc-
trico que penetra a través del aislante hasta el
sustrato. Este campo atrae electrones hacia la
superficie del sustrato, justo abajo del aislante,
permitiendo que la corriente fluya entre la fuente
y el drenado. Dependiendo de la magnitud de
voltaje aplicado en la compuerta, menor o mayor
será el “canal” conductor que se abra entre dre-
naje y fuente, de modo que tendremos un com-
portamiento idéntico al de un transistor tradi-
cional, pero con la diferencia de que ahora la
corriente de salida es controlada por voltaje, no
por corriente.
La estructura tan sencilla de este tipo de tran-
sistores permitió fabricar, mediante avanzadas
técnicas fotoquímicas y el uso de dispositivos
ópticos muy sofisticados, transistores de dimen-
siones francamente inconcebibles. Como ya se
mencionó, en los modernos microprocesadores
un transistor mide alrededor de 0.25 micras, y
se espera que en poco tiempo se desarrolle la
tecnología para producirlos de 0.18 e incluso 0.13
micras. Y esto, a su vez, ha permitido la inclusión
de cada vez más dispositivos en un chip sin nece-
sidad de que éste tome proporciones gigantes-
cas y por lo tanto inmanejables.
Esta ha sido la clave para la producción de
circuitos integrados y microprocesadores cada
vez más poderosos, sin que ello implique un au-
mento en el costo de fabricación que los ubique
fuera del mercado; y gracias a ello, en la actuali-
dad podemos tener en nuestro escritorio una
computadora con más poder de cálculo que to-
das las máquinas que se utilizaron para guiar a
la misión Apollo 11 a la Luna.
De hecho, en el mundo de los microprocesa-
dores circula casi como un acto de fe, un princi-
pio que hasta la fecha se ha cumplido casi pun-
tualmente: la ley de Moore, según la cual cada
aproximadamente 18 meses los circuitos integra-
dos duplican la cantidad de transistores que
Fuente
Compuerta
(metal)
Aislador
Drenado
Electrones
Huecos
Sustrato tipo P
Figura 9
Microprocesador Power PC
620 de Motorola, con 7
millones de transistores.
Motorola
Microprocesador Alpha de
500 MHz en su encapsulado.
Figura 10 Figura 11
D
i
g
i
t
a
l
E
q
u
i
p
m
e
n
t
Terminal
Colector
bipolar
Base bipolar
Emisor bipolar
Terminal
Compuerta de polisilicio
Aislador de
óxido
Drenado
MOSFET
Sustrato
MOSFET
Fuente
MOSFET

9
utilizan, al tiempo que también
multiplican por 2 su potencia de
cómputo.
Transistores de altas
potencias
Otra vertiente en el desarrollo
de los transistores, paralela a la
miniaturización, ha sido el ma-
nejo y control de grandes mag-
nitudes de energía. Para ello, se
diseñaron transistores y, en
general, semiconductores de
switcheo que son capaces de
manejar elevadas potencias.
Los transistores de este nue-
vo tipo, llamados “transistores
bipolares de compuerta aisla-
da” (IGBT, figura 11), son del ta-
maño de una estampilla postal
y pueden agruparse para mane-
jar incluso 1,000 amperios de corriente en rangos
de hasta varios miles de volts. Lo más impor-
tante, sin embargo, es que los dispositivos IGBT’s
pueden conmutar esas corrientes con una gran
velocidad.
Actualmente, los IGBT’s se utilizan en diferen-
tes aplicaciones, componentes y sistemas. Por
ejemplo, en controles de motores eléctricos, en
motores que manejan maquinaria, equipo o
robots; los motores del tren bala en Japón (shin-
kansen) son controlados por IGBT’s.
Futuro del transistor
Desde su invención hace 50 años, el transistor
ha evolucionado de acuerdo con necesidades
específicas de aplicación en diferentes sistemas
y equipos (figura 12). Los transistores se han
producido en tales cantidades hasta la fecha, que
resultan muy pequeños y baratos; a pesar de ello,
son varias las limitaciones físicas que han tenido
que superarse para que el tamaño de estos dis-
positivos continúe reduciéndose.
Asimismo, puesto que la tarea de interconec-
tar elementos cada vez más diminutos puede
volverse prácticamente imposible, los investiga-
dores deben considerar también el tamaño del
circuito. Si los transistores se someten a fuertes
campos eléctricos, éstos pueden afectar en varias
formas el movimiento de los electrones, produ-
ciendo lo que se conoce como efectos cuánticos.
En el futuro, el tamaño de los transistores pue-
de ser de tan sólo algunos cientos de angstrom
(1 angstrom = una diezmilésima de micra); por
esto mismo, la presencia o ausencia de algunos
átomos, así como su comportamiento, será de
mayor importancia. Al disminuirse el tamaño, se
incrementa la densidad de transistores en un
chip; entonces éste aumenta la cantidad de calor
residual despedido. Además, tomando en cuenta
que por su reducido tamaño los elementos del
circuito pueden quedar por debajo del rango en
que se desenvuelve la longitud de onda de las
formas de radiación más comunes, existen méto-
dos de manufactura en riesgo de alcanzar sus
máximos límites (específicamente el método
fotoquímico que se emplea hasta la fecha para
fabricar circuitos integrados de alta complejidad).
Finalmente, podemos señalar que la revolu-
ción continúa y que, tal como ha sucedido en
los últimos 50 años, seguiremos viendo progre-
sos ahora insospechados.
Tracción
HVDC
Auto eléctrico
Fuentes de alimentación
de computadoras
Electrónica
automotriz
Estéreo
Display
Telecomunicaciones
Plancha de
mano
Balastro de
lámpara fluorescente
Procesador
de alimentos
Aire
acondicionado
Refrigeración
Automatización de fábricas
0.01
0.1
1
10
100
1.000
10 100 1,000 10,000
Rango
de
corriente
del
dispositivo
(amperes)
Rango de tensión de bloqueo del dispositivo (volts)
Figura 12

1
TELEVISION
DIRECTA POR
SATELITE
Cómo surge el sistema DSS
En 1957, el hombre por primera vez puso en órbi-
ta un satélite artificial, con el lanzamiento del
Sputnik (figura 1), de fabricación soviética.
Comenzó entonces una carrera espacial que des-
pués de varias décadas daría por resultado un
vasto sistema de servicios satelitales, como la
telefonía, las comunicaciones transoceánicas vía
microondas, el monitoreo y predicción del clima,
la cartografía y las emisiones televisivas.
Los fundamentos teóricos de las comunica-
ciones vía satélite fueron planteados en 1945,
por el físico y escritor británico Arthur C. Clarke
(el autor de la novela 2001, una Odisea Espacial),
a quien también se debe el concepto de satélites
geo-sincrónicos, aquellos cuyo movimiento alre-
dedor de la Tierra coincide con el del planeta
mismo, de modo que para un observador terres-
tre parecería un cuerpo fijo, pues mantiene la
misma posición relativa (figura 2). La tecnología
de entonces, no permitía el desarrollo de este
tipo de sistemas, y lo más aproximado a un cohe-
te espacial se utilizaba con fines bélicos; fue el
El nuevo sistema de televisión
digital por satélite, mejor
conocido por las siglas DSS o
DTH, descansa en un concepto
de transmisión de señales
digitales comprimidas, las cuales
se envían a un satélite que las
retransmite con mayor potencia
de retorno a la Tierra. Esto
permite captar las señales con
una antena parabólica de
orientación fija y de un tamaño
muy reducido. Enseguida
describiremos cómo funciona
este sistema de TV por satélite.
TELEVISION
DIRECTA POR
SATELITE
Juan Manuel González

caso de las bombas voladoras V-2, utilizadas por
los alemanes contra Inglaterra durante la Segun-
da Guerra Mundial.
En 1958, el ejército de los Estados Unidos lan-
zó con éxito un pequeño satélite capaz de mane-
jar un canal de voz, el cual recibía la señal que
llegaba desde la Tierra y podía retransmitirla
inmediatamente o grabarla para su posterior
transmisión. En 1960 la NASA hizo el experimen-
to de poner en una órbita baja un satélite pasivo
(una simple esfera de gran diámetro y con aca-
bado metalizado) con el objetivo de que sirviera
a las transmisiones radiales como punto de rebo-
te para alcanzar lugares remotos. En 1962 se en-
viaron dos nuevos satélites para realizar pruebas
de enlaces a baja altura, pero no fue sino hasta
1963 cuando se lanzó el Syncom-2, primer saté-
lite geo-sincrónico. Con todas las experiencias
obtenidas, se pudo formar finalmente la organi-
zación INTELSAT, que en 1965 puso en órbita
estacionaria un satélite que fue muy famoso en
los años posteriores: el Early Bird o Pájaro Madru-
gador, que podía manejar hasta 240 conversa-
ciones telefónicas simultáneas entre Estados
Unidos y Europa.
A partir de ese año los avances se sucedieron
en cascada, y pronto se pudieron manejar seña-
les de TV para su transmisión vía satélite desde
un punto del planeta hasta sitios opuestos. Ya
en la década de los 80’s, con los progresos obte-
nidos en la tecnología electrónica, fue posible
fabricar equipos de transmisión en los satélites
cada vez más poderosos, al igual que circuitos
receptores más precisos e inmunes al ruido; fue
entonces cuando las grandes compañías televi-
soras pudieron ofrecer servicios de televisión por
satélite directamente a los particulares.
En muchos países el panorama urbano co-
menzó a cubrirse de antenas parabólicas, que
por entonces se consideraban de mediano tama-
ño (entre 2 y 5 metros de diámetro; figura 3), pe-
ro ahora, con el nuevo sistema DSS, resultan ser
enormes. Incluso, surgieron canales de tele-
visión dedicados solamente a transmitir su señal
por satélite, compitiendo así con los servicio de
TV de paga por cable.
Este acelerado crecimiento de los servicios de
televisión satelital, coincidió con el afianzamien-
to definitivo de la tecnología digital, que permitió
la codificación numérica de los canales; la fabri-
cación de satélites con transmisores cada vez
más poderosos y receptores terrestres cada vez
más sensibles y baratos; la compresión de las
señales enviadas para aprovechar de manera
más óptima el ancho de banda asignado; la en-
Figura 1
El Sputnik, primer satélite
artificial puesto en órbita
Figura 2
Movimiento
rápido
Movimiento
moderado
Movimiento
lento
Baja
altitud Altitud
media
Orbita
geo-sincrónica
Para que un satélite artificial no "caiga" sobre el
planeta, se debe equilibrar la atracción gravitacional
de la Tierra con la fuerza centrífuga de su órbita; por
lo tanto, un satélite cercano a la Tierra deberá
desplazarse rápidamente (una revolución cada 1 ó 2
horas), si se aleja, esta velocidad disminuye (una
revolución cada 8 ó 12 horas).
Sin embargo, existe una órbita en la cual un satélite
necesita exactamente 24 horas para completar una
revolución. A esta órbita se le llama geo-sincrónica
o Cinturón de Clarke.

3
criptación de canales para que sólo usuarios au-
torizados pudieran recibirlos; el mejoramiento
del audio obtenido, con la misma calidad de un
disco compacto; etc.
Finalmente, la compañía RCA, en conjunto
con Huges Aircraft (la división aeroespacial de
General Motors), lanzó a mediados de los 90’s el
primer sistema de televisión “directa al hogar”,
conocido también como DTH (siglas de Direct-
to-Home) o DSS (siglas de Digital Satellite System),
el cual ha tenido una gran acogida en muchos
países, incluido el nuestro.
Operación general del sistema
Un sistema de TV directa por satélite está com-
puesto por tres elementos básicos (figura 4):
1) Instalaciones de transmisión de subida, las
cuales envían las señales de programación a
los satélites en órbita sobre el ecuador.
2) Un satélite que recibe las señales y las retrans-
mite a la Tierra.
3) Una estación receptora que incluye al plato
de recepción de satélite.
Las señales de imagen y sonido originadas en
un estudio (o en las instalaciones de radio), son
primeramente enviadas a una estación de subi-
da, en donde son procesadas y combinadas con
otras señales para su transmisión en frecuencias
de microondas. A continuación, un gran plato
de subida concentra estas señales de microon-
das y las transmite al satélite localizado a 22,247
millas sobre el ecuador (altura de la órbita geo-
sincrónica). La antena receptora del satélite cap-
ta estas señales y las envía a su receptor para
ser procesadas; estas señales, que contienen la
información original de audio y video, son con-
vertidas en otro grupo de frecuencias de micro-
ondas, y entonces se envían al amplificador para,
desde éste, ser transmitidas hacia la Tierra.
Al conjunto completo receptor/transmisor se
le denomina transponder. Las señales de salida
del transponder son enviadas a la antena transmi-
sora, la cual enfoca las microondas en un haz
electromagnético que es dirigido hacia la Tierra,
donde un plato receptor de satélite capta la ener-
gía de esas microondas que contienen la infor-
mación original de audio y video, y la enfoca ha-
cia un bloque convertidor de bajo ruido o LNB.
A su vez, el LNB amplifica y convierte las señales
de microondas en otro grupo de frecuencias más
bajo, mismas que pueden ser enviadas a través
de un cable coaxial al receptor decodificador de
satélite dentro de la casa del usuario. El recep-
tor sintoniza los transponders de manera indivi-
dual y convierte la información original de audio
y video en señales que pueden ser vistas y escu-
chadas en un televisor convencional y en un
sistema estéreo.
Subida
En el sistema DSS se transportan datos digitales,
video y audio a la casa del cliente, vía un satélite
de banda KU de alta potencia (la banda KU trans-
mite con una frecuencia cercana a los 12 GHz).
El proveedor de TV envía sus programas, tanto
de video como de audio a las instalaciones de
subida, en donde la señal es codificada digital-
mente (compresión MPEG y encriptación). A
estas señales se añaden diversos elementos,
como una serie de “llaves” codificadas para acti-
var los receptores de los usuarios abonados, una
señal exclusiva con la programación de los diver-
sos canales manejados por el sistema (una espe-
cie de TV-Guía en pantalla) y algunos datos
adicionales de carácter digital, que podrían tener
un uso en comunicaciones vía Internet, flujo de
información comercial, etc.
Figura 3

Toda esta información se agrupa formando
paquetes de datos, mismos que se transmiten al
satélite, donde la señal se capta, se procesa y se
amplifica, para finalmente volverse a retransmitir
hacia la Tierra, donde los usuarios del sistema
DSS podrán captar los canales contratados, con
una alta calidad de imagen y sin necesidad de
receptores muy costosos.
Compresión MPEG2
Según mencionamos, en el sistema DSS el audio
y el video son transmitidos como señales digita-
les, en vez de las señales analógicas convencio-
nales. Recordemos que todo el proceso de gene-
ración, transmisión y recepción de TV convencio-
nal se lleva a cabo por métodos completamente
analógicos, debido a que se sigue utilizando el
mismo formato de televisión (el NTSC) diseñado
hacia mediados de los años 50’s.
La cantidad de datos necesaria para transmitir
toda la información de audio y video en forma
digital requeriría velocidades de transmisión de
cientos de megabits por segundo. Simplemente,
tome en cuenta que el ancho de banda de la señal
de TV es de 4.25 MHz; dicha señal debe mues-
trearse a por lo menos 9 MHz para obtener un
resultado satisfactorio, y esta velocidad hay que
multiplicarla por la cantidad de bits por muestra,
que no deben ser menos de 10 ó 12 para garanti-
zar una reproducción fiel de las señales origi-
nales; y aún faltaría la información de audio. Pro-
cesar datos a tal velocidad es algo muy complejo
e impráctico, e implicaría un costo muy elevado
con los sistemas electrónicos actuales.
Para minimizar la velocidad de transferencia
de datos, éstos se compactan mediante la com-
presión MPEG (Motion Pictures Expert Group o
Grupo Experto en Imágenes en Movimiento),
organización que ha desarrollado una especifica-
Cinturón
de Clarke
Satélite No.1
Satélite No. 2
Longitud
101
Receptor y
decodificador
integrados
Televisión
Línea
telefónica
Proveedor de programas
Instalaciones
de subida
Enlace telefónico
Vía módem IRD
1
2
3
4
5
1) Las señales de TV se transmiten
hacia el satélite repetidor.
2) La señal es capturada y
amplificada dentro del satélite.
3) Se vuelve a transmitir hacia la
Tierra con potencia elevada.
4) La señal la capta un plato
pequeño y se alimenta al LNA,
el cual reduce su frecuencia.
5) Finalmente, la señal llega al
decodificador y al televisor.
Sistema de satélite digital
Figura 4

5
La base de la compresión de video en el formato MPEG, consiste en no enviar la información redundante; por ejemplo, en esta escena,
un auto pasa frente a una serie de edificios, al comprimirse la señal el fondo de la escena se envía una sola vez, y sólo se va
actualizando la porción en movimiento (el auto). Con este método se logran razones de hasta 40 a 1, esto es, una información que
antes necesitaba 40 unidades transmitidas ahora puede manejarse sólo con una.
ción para el envío de imágenes en movimiento
por redes de computadoras. Básicamente, el for-
mato está basado en el principio de que las imá-
genes contienen información redundante en las
tramas de un campo de video a otro (por ejemplo,
un mismo fondo puede permanecer fijo varios
segundos, apareciendo en cada una de las tra-
mas sucesivas que se despliegan).
La compresión consiste, entonces, en predecir
el movimiento que ocurre de una trama de video
a otra, para lo cual se transmiten vectores de
movimiento e información de fondo. De esta ma-
nera, en vez de transmitir la información com-
pleta de video, sólo se trasladan los datos que
corresponden al movimiento y a las diferencias
del fondo, por lo que la velocidad efectiva de
video puede llegar a reducirse de cientos de
megabits por segundo (Mbps) a un promedio de
3 a 6 Mbps. Por supuesto, esa velocidad es diná-
mica, y puede cambiar de acuerdo con la canti-
dad de movimiento que ocurra en el video. Dicho
de otra forma, si una imagen tiene mucho movi-
miento, el grado de compresión posible se
reduce. Vea la figura 5.
También se efectúa un proceso de compresión
de audio MPEG, para reducir la velocidad de
transmisión del audio, es decir, la cantidad de
datos que es necesario enviar por segundo. Para
efectuar esta compresión, si en un determinado
punto del audio un sonido fuerte se superpone a
uno débil, al grado que el primero pierde su im-
portancia dentro de la gama audible, simplemen-
te se omite la transmisión de dicho sonido débil,
reduciendo así el ancho de banda requerido para
el envío de tales datos.
La compresión de la velocidad de datos de
audio puede variar de 56 Kbps (kilobits por se-
gundo) en monoaural, a 384 Kbps en señales
estéreo (una señal de audio estereofónica mues-
treada con calidad de CD requiere más de 2 Mbps
para su manejo).
Encriptación de datos
Con la intención de que usuarios no inscritos no
reciban la programación de paga, los productores
de TV decidieron codificar sus señales, para que
sólo pudieran ser captadas por los usuarios abo-
nados. Un usuario “pirata” sólo vería imágenes
que no tienen sentido o una pantalla completa-
mente bloqueada.
Para lograr este efecto, la señal de video es
encriptada (revuelta) en las instalaciones de
subida. Un algoritmo seguro de encriptación es
la fórmula conocida como Estándar de Encripta-
ción Digital (DES), que se emplea para codificar
la información de video. Las claves para decodifi-
car los datos son transmitidas en los mismos pa-
quetes de información que se reciben en el apa-
rato del usuario.
La tarjeta de acceso del cliente desencripta la
clave, con lo cual el receptor puede decodificar
los datos. Cuando por primera vez la tarjeta es
activada en un receptor, su número de serie está
codificado en ella; así se evita que una tarjeta de
acceso que haya sido activada en un determi-
Figura 5

nado receptor, pueda activar cualquier otro para
el que no esté autorizada. Y siempre que la tarjeta
esté fuera del receptor, éste no funcionará.
Paquetes de datos
La información de los programas es completa-
mente digital y se transmite en paquetes de da-
tos. Este concepto es muy similar al de los datos
que transfiere o envía una computadora a través
del módem.
Hay cinco diferentes tipos de paquetes de
datos, los cuales son:
1 y 2: audio y video
Como su nombre lo indica, los paquetes de audio
y video contienen la información visual y auditiva
del programa.
3: paquetes CA (accesos condicionales)
La información que contienen, y que es direccio-
nada de manera individual a los receptores,
incluye E-mail (correo electrónico) del cliente,
datos acerca de la activación de la tarjeta de
acceso y datos acerca de los canales de los que
el receptor está autorizado a decodificar.
4: paquetes de datos seriales compatibles con PC
Pueden contener cualquier forma de datos que
el proveedor de programas quiera transmitir,
como es el caso de un reporte de existencias.
5: guías de programación
Elaboran un mapa del número de canal, para en-
tregarlo al transponder y a los SCDI´s (sobre esto
se habla más adelante); dicho mapa también in-
forma sobre la programación de TV.
En la figura 6 observamos la configuración típica
de subida para un transponder. Anteriormente,
se utilizaba un solo transponder para cada canal
de satélite. Ahora, gracias a las señales digitales,
son varios los canales de satélite que pueden
utilizarse para enviar a un mismo transponder.
En el ejemplo de esta figura se muestran varios
canales de video, otros más de audio en estéreo
(uno por cada canal de video, y dos extra para
otros servicios -como un segundo idioma-), y un
canal de datos compatibles con PC.
Las señales de audio y video del proveedor
de programas están codificadas y convertidas en
paquetes de datos, en una configuración que
puede variar dependiendo del tipo de programa-
ción. Tales paquetes de datos son multiplexados
en forma serial y enviados al transmisor, y cada
uno tiene una longitud de 147 bytes (recuerde
que un byte equivale a 8 bits), distribuidos como
se muestra en la figura 7.
Los primeros 2 bytes de información contie-
nen banderas y el SCDI; este último, que se tradu-
ce como Identificación de Canal de Servicio, es
un número único de 12 bits (del 0 al 4095) con el
MPEG
MPEG
MPEG
MPEG
.
.
.
.
MPEG
MPEG
Datos
Modulador
Control
acceso
Guía de
programas
Transmisor
Al satélite
Video Audio CA Nulo Nulo Datos Video Nulo Audio
Gracias a las técnicas digitales, es posible enviar simultánea-
mente una gran cantidad de canales de TV y audio, además
de una serie de datos que permiten controlar el acceso a los
canales, proporcionar la programación a los usuarios y manejar
datos digitales, entre otra información.
MULTIPLEXOR
Salida típica del multiplexor
Figura 6

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