SEÑALES DE TIEMPO CONTINUO Y DISCRETO

En primera instancia definamos ¿Qué es una señal?. Una señal es una forma limitada de comunicación. En esencia es una notificación asíncrona enviada a un proceso para informarle un evento.

Las señales pueden describir una amplia variedad de fenómenos físicos. Aunque las señales pueden representarse de muchas formas, en todos los casos la información en una señal está contenida en un patrón de variaciones que representa alguna forma determinada. Por ejemplo, en el circuito de la figura 1. los patrones que adopta la variación en el tiempo de los voltajes de la fuente y del capacitor son ejemplos de señales.

Figura 1.

Las señales se representan matemáticamente como funciones con una o más variables independientes. Por lo general la variable independiente es el tiempo, aunque de hecho no puede representar al tiempo en ciertas aplicaciones específicas.

Existen dos tipos básicos de señales: continuas y discretas. En el caso de las señales continuas la variable independiente es continua, por lo que estas señales se definen para una sucesión continua de valores de la variable independiente. Por otra parte, las señales discretas sólo están definidas en tiempos discretos, por tanto la variable independiente toma solamente un conjunto discreto de valores.

Para distinguir entre las señales continuas y las discretas, se utiliza el símbolo t para denotar la variable independiente continua y n para indicar la variable independiente discreta. Siendo x(t) y x[n] , una señal continua y discreta respectivamente.

La señal discreta x[n] está definida sólo para valores enteros de la variable independiente.

Señal continua:

Señal discreta:

SEÑAL ANALÓGICA DE TIEMPO CONTINUO:

Figura 2.

Un ejemplo de una señal analógica de tiempo continuo es el mecanismo vocal humano, el cual produce el habla mediante la creación de fluctuaciones en la presión acústica. La figura 2. es una ilustración del registro de una señal de voz obtenido mediante un micrófono que detecta las variaciones de la presión acústica.

Esta señal representa las variaciones de presión acústica como función del tiempo para las palabras habladas “Should we chase”.

Dicha señal posee una variable independiente continua, fue generada por ondas electromagnéticas (sonido), varia su amplitud y periodo (representando un dato de información) en función del tiempo.

SEÑAL ANALÓGICA DE TIEMPO DISCRETO:

Figura 3.

El proceso de muestreo consiste básicamente en producir una alternancia entre los intervalos de presencia de señal y ausencia de la misma, como si se “tomaran muestras” de la señal analógica.

A la entrada del dispositivo de muestreo, llamado “muestreador”, aparece una señal (función del tiempo) analógica y a la salida resultará discretizada. Asimismo, la señal de salida que está discretizada, no será función del tiempo continuo, sino precisamente función de los instantes discretos para los cuales ha quedado definida, que se indican como nTs, donde n = 1,2,3,4,5... y Ts es el intervalo o periodo de muestreo.

SEÑAL DIGITAL DE TIEMPO CONTINUO:

                      Figura 4.                           

Las señales digitales de tiempo continuo adquieren uno de dos valores a través del tiempo, como se puede apreciar en la figura 4. su comportamiento se puede equiparar al de un interruptor (o switch) que tiene uno de dos estados: encendido o apagado. Las ventajas de este tipo de transmisión es, primero, su inmunidad a las interferencias ya que al digitalizar una señal se elimina el “ruido” producido por el medio ambiente, produciendo una señal más pura y de mayor resolución y, segundo, que puede codificarse usando el sistema binario que se basa en los dígitos 1(encendido) y 0 (apagado).

En este grupo también se encuentran las compuertas lógicas tales como: AND, OR, XOR, XNOR, NOT, NOR, NAND, las cuales sólo adquieres valores binarios.

SEÑAL DIGITAL DE TIEMPO DISCRETO:

Figura 5.

 

Gran parte de los equipos electrónicos trabajan con señales digitales en tiempo discreto:

El ordenador.

El CD-ROM  y los equipos de música.

El teléfono y otros equipos de comunicaciones.

Si conectamos un instrumento de medida (osciloscopio, analizador digital) a cualquiera de estos equipos nos mostraría señales eléctricas que exclusivamente tienen dos niveles de tensión: 0 voltios y 5 voltios. Así, el teclado intercambia con la CPU información digital exclusivamente en un tiempo determinado t.