Los sensores o transductores se encargan de convertir una señal física (temperatura, luz,
sonido, etc) en una señal eléctrica de corriente o voltaje que puede ser manipulada
(medida, amplificada, transmitida, etc).
Características generales de los sensores
El transductor ideal sería aquel en que la relación entre la magnitud de entrada y la
magnitud de salida fuese proporcional y de respuesta instantánea e idéntica para todos los
elementos de un mismo tipo.
Sin embargo, la respuesta real de los transductores nunca es del todo lineal, tiene un
rango limitado de validez, suele estar afectada por perturbaciones del entorno exterior y
tiene un cierto retardo en la respuesta.
Las características de los transductores se pueden agrupar en dos grandes bloques:
Características estáticas, que describen la actuación del sensor en régimen permanente o
con cambios muy lentos de la variable a medir.
Características dinámicas, que describen el comportamiento del sensor en régimen
transitorio.
Características Estáticas
Rango de medida: el conjunto de valores que puede tomar la señal de entrada
comprendidos entre el máximo y el mínimo detectados por el sensor con una tolerancia
de error aceptable.
Resolución: indica la capacidad del sensor para discernir entre valores muy próximos de
la variable de entrada. Indica que variación de la señal de entrada produce una variación
detectable en la señal de salida.
Precisión: define la variación máxima entre la salida real obtenida y la salida teórica
dada como patrón para el sensor.
Repetitibilidad: Indica la máxima variación entre valores de salida obtenidos al medir
varias veces la misma entrada con el mismo sensor y en idénticas condiciones
ambientales.
Linealidad: un transductor es lineal si existe una constante de proporcionalidad única
que relaciona los incrementos de la señal de salida con los respectivos incrementos de la
señal de entrada en todo el rango de medida.
Sensibilidad: indica la mayor o menor variación de la señal de salida por unidad de la
magnitud de entrada. Cuanto mayor sea la variación de la señal de salida producida por
una variación en la señal de entrada, el sensor es más sensible.
Ruido: cualquier perturbación aleatoria del propio sistema de medida que afecta la señal
que se quiere medir.
Características Dinámicas
Velocidad de respuesta: mide la capacidad del sensor para que la señal de salida siga sin
retrazo las variaciones de la señal de entrada.
Respuesta en frecuencia: mide la capacidad del sensor para seguir las variaciones de la
señal de entrada a medida que aumenta la frecuencia, generalmente los sensores
convencionales presentan una respuesta del tipo pasabajos.
Estabilidad: indica la desviación en la salida del sensor con respecto al valor teórico
dado, al variar parámetros exteriores distintos al que se quiere medir (condiciones
ambientales, alimentación, etc.).
viernes, 27 de agosto de 2010
viernes, 20 de agosto de 2010
Descripción del PIC 16F877
Los microcontroladores poseen una memoria interna que almacena dos tipos de datos; las instrucciones, que corresponden al programa que se ejecuta, y los registros, es decir, los datos que el usuario maneja, así como registros especiales para el control de las diferentes funciones del microcontrolador.
Los microcontroladores se programan en Assembler y cada microcontrolador varía su conjunto de instrucciones de acuerdo a su fabricante y modelo. De acuerdo al número de instrucciones que el microcontrolador maneja se le denomina de arquitectura RISC (reducido) o CISC (complejo).
Los microcontroladores poseen principalmente una ALU (Unidad Lógico Aritmética), memoria del programa, memoria de registros, y pines I/O (entrada y/0 salida). La ALU es la encargada de procesar los datos dependiendo de las instrucciones que se ejecuten (ADD, OR, AND), mientras que los pines son los que se encargan de comunicar al microcontrolador con el medio externo; la función de los pines puede ser de transmisión de datos, alimentación de corriente para l funcionamiento de este o pines de control especifico.En este proyecto se utilizo el PIC 16F877. Este microcontrolador es fabricado por MicroChip familiaa la cual se le denomina PIC. El modelo 16F877 posee varias características que hacen a este microcontrolador un dispositivo muy versátil, eficiente y practico para ser empleado en la aplicación que posteorimente será detallada.
Algunas de estas características se muestran a continuación:
•Soporta modo de comunicación serial, posee dos pines para ello.
•Amplia memoria para datos y programa.
•Memoria reprogramable: La memoria en este PIC es la que se denomina FLASH; este tipo de memoria se puede borrar electrónicamente (esto corresponde a la "F" en el modelo).
•Set de instrucciones reducido (tipo RISC), pero con las instrucciones necesarias para facilitar su manejo.
CARACTERÍSTICAS
16F877
Frecuencia máxima
DX-20MHz
Memoria de programa flash palabra de 14 bits
8KB
Posiciones RAM de datos
368
Posiciones EEPROM de datos
256
Puertos E/S
A,B,C,D,E
Número de pines
40
Interrupciones
14
Timers
3
Módulos CCP
2
Comunicaciones Serie
MSSP, USART
Comunicaciones paralelo
PSP
Líneas de entrada de CAD de 10 bits
8
Juego de instrucciones
35 Instrucciones
Longitud de la instrucción
14 bits
Arquitectura
Harvard
CPU
Risc
Canales Pwm
2
Pila Harware
-
Ejecución En 1 Ciclo Máquina
-
Descripción de los puertos:
Puerto A:
•Puerto de e/s de 6 pines
•RA0 è RA0 y AN0
•RA1 è RA1 y AN1
•RA2 è RA2, AN2 y Vref-
•RA3 è RA3, AN3 y Vref+
•RA4 è RA4 (Salida en colector abierto) y T0CKI(Entrada de reloj del modulo Timer0)
•RA5 è RA5, AN4 y SS (Selección esclavo para el puerto serie síncrono)
Puerto B:
•Puerto e/s 8 pines
•Resistencias pull-up programables
•RB0 è Interrupción externa
•RB4-7 èInterrupcion por cambio de flanco
•RB5-RB7 y RB3 è programacion y debugger in circuit
Puerto C:
•Puerto e/s de 8 pines
•RC0 è RC0, T1OSO (Timer1 salida oscilador) y T1CKI (Entrada de reloj del modulo Timer1).
•RC1-RC2 è PWM/COMP/CAPT
•RC1 è T1OSI (entrada osc timer1)
•RC3-4 è IIC
•RC3-5 è SPI
•RC6-7 è USART
Puerto D:
•Puerto e/s de 8 pines
•Bus de datos en PPS (Puerto paralelo esclavo)
•Puerto E:
•Puerto de e/s de 3 pines
•RE0 è RE0 y AN5 y Read de PPS
•RE1 è RE1 y AN6 y Write de PPS
•RE2 è RE2 y AN7 y CS de PPS
sábado, 14 de agosto de 2010
El manejo del numeros negativos en digital
Representación de Números Negativos
Debido a que muchas computadoras y calculadoras digitales manejan números negativos y positivos, se necesita algún medio de representación para el signo del número (+/-). Esto se lleva a cabo en general agregando otro bit al número, denominado bit del signo.
En términos generales la convención común que se a adoptado es que un cero en el bit del signo representa un número positivo y un uno, representa un número negativo.
Ejemplo :
El registro A contiene los bits 0110100, el contenido cero en el bit de mas a la izquierda (A6) es el bit del signo que representa al signo (+). Los otros seis bits son la magnitud del número, que es igual a 5210.
A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
0 1 1 0 1 0 0
0 110100
(+) Magnitud del numero
De este modo el número almacenado en el registro A es +52. El bit del signo se usa para indicar si un número binario almacenado es positivo o bien negativo. Para los números positivos, el resto de los bits se utilizan siempre para representar la magnitud del numero en forma binaria.
Para los números negativos, no obstante, existen tres formas posibles de representar la magnitud.
•Forma de magnitud verdadera.
•Forma de complemento a 1
•Forma de complemento a 2
Forma de magnitud verdadera.
El ejemplo visto anteriormente, contiene un bit de signo y seis bits de magnitud. Los bits de magnitud son el equivalente binario verdadero de los valores binarios que se representan.
Aunque este sistema de magnitud verdadera es directo y fácil de entender, no es de tanta utilidad como los otros dos sistemas para representar números binarios con signo.
Forma de complemento a 1.
La forma de complemento a 1 de un número binario cualquiera se obtiene simplemente cambiando cada cero del número por 1 y cada uno por cero.
Ejemplo :
El complemento de 1 del número 101101 es 010010
Cuando se quiere representar números negativos en forma de complemento 1 el bit de signo se convierte en 1 y la magnitud se transforma de forma binaria verdadera.
-57 = 1 111001 (forma de magnitud real)
= 1 000110 (forma de complemento a 1)
NOTA : Observe que el bit de signo no se complementa sino que se conserva en un 1 a fin de indicar un número negativo.
Forma de complemento 2.
La forma de complemento 2 de un número binario se forma simplemente tomando el complemento 1 del número y sumando 1 a la posición del bit menos significativo.
Ejemplo :
convertir 111001 a su forma de complemento 2.
000110
1
---------
000111
De tal forma que -57 se escribirá como 1 000111 en su representación de complemento a 2.
Ejemplo :
Tres sistemas para representar números binarios con signo se muestran a continuación.
Sistema de magnitud verdadera Sistema de complemento 1 Sistema de complemento 2
+57 0 111001 0 111001 0 111001
-57 1 111001 1 000110 1 000111
NOTA : Un número positivo en cualquier representación tiene un cero en el bit de la extrema izquierda para un (+), seguido de un número positivo. Un número negativo siempre tiene un uno en el bit de la extrema izquierda para un (-),pero los bits de magnitud se representan de una forma diferente.
En la representación de signo-magnitud, estos bits son el número positivo ; en la representación de complemento de 1, estos bits son el complemento del número binario y en la representación de complemento 2, el número esta en su forma de complemento 2.
Ejemplo:2 números iguales y opuestos.
- 9 1 0111
+9 0 1001
--- ---------
0 1 0 0000
Sustracción con complementos a 2.
Esta operación en realidad comprende la operación de adición que hace uso del sistema de complemento 2.
Cuando se resta un número binario (el sustraendo) de otro número binario (el minuendo), el procedimiento es como sigue :
1.- Tómese el complemento 2 del sustraendo, incluye el bit del signo. Si el sustraendo es un número positivo, este se transforma en un número negativo en forma de complemento 2. Si el sustraendo es un número negativo, este se convertirá en uno positivo en forma binaria verdadera. En otras palabras se altera el signo del sustraendo.
2.- Después de formar el complemento 2 del sustraendo este se suma al minuendo. El minuendo se conserva en su forma original. El resultado de esta adición representa la diferencia que se pide. El bit del signo de esta diferencia determina si es positivo o bien negativo, y si esta en forma binaria verdadera o en forma de complemento 2.
3 :- Recuérdese que ambos números deben tener el mismo número de bits.
Ejemplo:
+9 01001
- +4 11100
--- ---------
+5 1 00101
Debido a que muchas computadoras y calculadoras digitales manejan números negativos y positivos, se necesita algún medio de representación para el signo del número (+/-). Esto se lleva a cabo en general agregando otro bit al número, denominado bit del signo.
En términos generales la convención común que se a adoptado es que un cero en el bit del signo representa un número positivo y un uno, representa un número negativo.
Ejemplo :
El registro A contiene los bits 0110100, el contenido cero en el bit de mas a la izquierda (A6) es el bit del signo que representa al signo (+). Los otros seis bits son la magnitud del número, que es igual a 5210.
A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
0 1 1 0 1 0 0
0 110100
(+) Magnitud del numero
De este modo el número almacenado en el registro A es +52. El bit del signo se usa para indicar si un número binario almacenado es positivo o bien negativo. Para los números positivos, el resto de los bits se utilizan siempre para representar la magnitud del numero en forma binaria.
Para los números negativos, no obstante, existen tres formas posibles de representar la magnitud.
•Forma de magnitud verdadera.
•Forma de complemento a 1
•Forma de complemento a 2
Forma de magnitud verdadera.
El ejemplo visto anteriormente, contiene un bit de signo y seis bits de magnitud. Los bits de magnitud son el equivalente binario verdadero de los valores binarios que se representan.
Aunque este sistema de magnitud verdadera es directo y fácil de entender, no es de tanta utilidad como los otros dos sistemas para representar números binarios con signo.
Forma de complemento a 1.
La forma de complemento a 1 de un número binario cualquiera se obtiene simplemente cambiando cada cero del número por 1 y cada uno por cero.
Ejemplo :
El complemento de 1 del número 101101 es 010010
Cuando se quiere representar números negativos en forma de complemento 1 el bit de signo se convierte en 1 y la magnitud se transforma de forma binaria verdadera.
-57 = 1 111001 (forma de magnitud real)
= 1 000110 (forma de complemento a 1)
NOTA : Observe que el bit de signo no se complementa sino que se conserva en un 1 a fin de indicar un número negativo.
Forma de complemento 2.
La forma de complemento 2 de un número binario se forma simplemente tomando el complemento 1 del número y sumando 1 a la posición del bit menos significativo.
Ejemplo :
convertir 111001 a su forma de complemento 2.
000110
1
---------
000111
De tal forma que -57 se escribirá como 1 000111 en su representación de complemento a 2.
Ejemplo :
Tres sistemas para representar números binarios con signo se muestran a continuación.
Sistema de magnitud verdadera Sistema de complemento 1 Sistema de complemento 2
+57 0 111001 0 111001 0 111001
-57 1 111001 1 000110 1 000111
NOTA : Un número positivo en cualquier representación tiene un cero en el bit de la extrema izquierda para un (+), seguido de un número positivo. Un número negativo siempre tiene un uno en el bit de la extrema izquierda para un (-),pero los bits de magnitud se representan de una forma diferente.
En la representación de signo-magnitud, estos bits son el número positivo ; en la representación de complemento de 1, estos bits son el complemento del número binario y en la representación de complemento 2, el número esta en su forma de complemento 2.
Ejemplo:2 números iguales y opuestos.
- 9 1 0111
+9 0 1001
--- ---------
0 1 0 0000
Sustracción con complementos a 2.
Esta operación en realidad comprende la operación de adición que hace uso del sistema de complemento 2.
Cuando se resta un número binario (el sustraendo) de otro número binario (el minuendo), el procedimiento es como sigue :
1.- Tómese el complemento 2 del sustraendo, incluye el bit del signo. Si el sustraendo es un número positivo, este se transforma en un número negativo en forma de complemento 2. Si el sustraendo es un número negativo, este se convertirá en uno positivo en forma binaria verdadera. En otras palabras se altera el signo del sustraendo.
2.- Después de formar el complemento 2 del sustraendo este se suma al minuendo. El minuendo se conserva en su forma original. El resultado de esta adición representa la diferencia que se pide. El bit del signo de esta diferencia determina si es positivo o bien negativo, y si esta en forma binaria verdadera o en forma de complemento 2.
3 :- Recuérdese que ambos números deben tener el mismo número de bits.
Ejemplo:
+9 01001
- +4 11100
--- ---------
+5 1 00101
diferentes tipos de sensores
Desempeño y funcionamiento de los sensores opticos
Cuando hablamos de sensores opticos nos referimos a todos aquellos que son capaces de detectar diferentes factores a través de un lente optico. Para que podamos darnos una idea de lo que nos referimos, debemos decir que un buen ejemplo de sensor optico es el de los mouse de computadora, los cuales mueven el cursor según el movimiento que le indicamos realizar. No obstante es importante tener en cuenta que los sensores opticos también pueden utilizarse para leer y detectar información, tal como al velocidad de un auto que viene por la carretera y si un billete grande esta marcado o bien, es falso.
los sensores opticos más utilizados son aquellos que detectan billetes y monedas falsos considerando que es el uso más practico que se le pude dar, pero es importante destacar el hecho de que es difícil destacar a este tipo de sensores. Por otro lado vale la pena destacar el hecho de que en cuanto a los sistemas de seguridad
los sensores opticos suelen colocarse para detectar la cercanía de un intruso a la entrada del hogar, de hecho podemos decir que en este caso, los sensores optico cumplen la misma función que los sensores de proximidad, pero quizás una de las desventajas más grandes que tengan los mismos es que pueden burlarse con facilidad y por eso un sistema de seguridad con sensores opticos no representa ningún tipo de desafío para un intruso. No obstante, el sensor óptico es un excelente complemento si queremos utilizarlos con otros tipos de sistemas de seguridad, pero recordemos que siempre lo más indicado es que nos asesoremos correctamente con los expertos en estos sistemas para que de esta manera podamos quedar satisfechos con los tipos de sistemas que contratamos.
Sensores de contacto (choque)
Para detectar contacto físico del robot con un obstáculo se suelen utilizar interruptores que se accionan por medio de actuadores físicos. Un ejemplo muy clásico serían unos alambres elásticos que cumplen una función similar a la de las antenas de los insectos. En inglés les llaman "whiskers" (bigotes), relacionándolos con los bigotes sensibles de los animales como por ejemplo los perros y gatos. También se usan bandas metálicas que rodean al robot, o su frente y/o parte trasera, como paragolpes de autos.
chequen ese video http://www.youtube.com/watch?v=Esw6C39y2cM
Cuando hablamos de sensores opticos nos referimos a todos aquellos que son capaces de detectar diferentes factores a través de un lente optico. Para que podamos darnos una idea de lo que nos referimos, debemos decir que un buen ejemplo de sensor optico es el de los mouse de computadora, los cuales mueven el cursor según el movimiento que le indicamos realizar. No obstante es importante tener en cuenta que los sensores opticos también pueden utilizarse para leer y detectar información, tal como al velocidad de un auto que viene por la carretera y si un billete grande esta marcado o bien, es falso.
los sensores opticos más utilizados son aquellos que detectan billetes y monedas falsos considerando que es el uso más practico que se le pude dar, pero es importante destacar el hecho de que es difícil destacar a este tipo de sensores. Por otro lado vale la pena destacar el hecho de que en cuanto a los sistemas de seguridad
los sensores opticos suelen colocarse para detectar la cercanía de un intruso a la entrada del hogar, de hecho podemos decir que en este caso, los sensores optico cumplen la misma función que los sensores de proximidad, pero quizás una de las desventajas más grandes que tengan los mismos es que pueden burlarse con facilidad y por eso un sistema de seguridad con sensores opticos no representa ningún tipo de desafío para un intruso. No obstante, el sensor óptico es un excelente complemento si queremos utilizarlos con otros tipos de sistemas de seguridad, pero recordemos que siempre lo más indicado es que nos asesoremos correctamente con los expertos en estos sistemas para que de esta manera podamos quedar satisfechos con los tipos de sistemas que contratamos.
Sensores de contacto (choque)
Para detectar contacto físico del robot con un obstáculo se suelen utilizar interruptores que se accionan por medio de actuadores físicos. Un ejemplo muy clásico serían unos alambres elásticos que cumplen una función similar a la de las antenas de los insectos. En inglés les llaman "whiskers" (bigotes), relacionándolos con los bigotes sensibles de los animales como por ejemplo los perros y gatos. También se usan bandas metálicas que rodean al robot, o su frente y/o parte trasera, como paragolpes de autos.
chequen ese video http://www.youtube.com/watch?v=Esw6C39y2cM
jueves, 12 de agosto de 2010
Introducción de las señales analógicas y digitales
Muchos equipos y dispositivos modernos requieren procesar las señales analógicas que reciben y convertirlas en señales digitales para poder funcionar. Por ser las grabadoras y reproductoras de música en CDs los equipos digitales más conocidos, veremos primero qué es el sonido en sí, qué se entiende por analógico y qué por digital, para una mejor comprensión de este tema.
A continuación aparece una representación gráfica de una onda sonora analógica producida por dos instrumentos musicales de percusión. Las pequeñas irregularidades visibles en el contorno de la línea que va formando el trazado de la sinusoide (semejante a pequeñitos dientes de una sierra), representan los armónicos que definen los timbres y los tonos característicos del sonido que producen ambos instrumentos de percusión cuando se mezclan. Las variaciones en amplitud y altura de las ondulaciones de la propia sinusoide representan la intensidad del sonido y la frecuencia en hertz (Hz) o kilohertz (kHz) de la onda sonora.
En la ilustración, el trazado o forma que toma esta onda senoidal en su mitad izquierda, corresponde a un tono grave, con una intensidad de sonido de bajo volumen, mientras que la mitad derecha responde a un tono agudo, con una intensidad de volumen de sonido más alta.
SEÑAL ELÉCTRICA ANALÓGICA
Señal eléctrica analógica es aquella en la que los valores de la tensión o voltaje varían constantemente en forma de corriente alterna, incrementando su valor con signo eléctrico positivo (+) durante medio ciclo y disminuyéndolo a continuación con signo eléctrico negativo (–) en el medio ciclo siguiente. El cambio constante de polaridad de positivo a negativo provoca que se cree un trazado en forma de onda senoidal. Por tanto, una onda eléctrica de sonido puede tomar infinidad de valores positivos y negativos (superiores e inferiores), dentro de cierto límite de volt también positivos o negativos, representandos siempre dentro de una unidad dedeterminada de tiempo , generalmente medida en segundos.
DIGITALIZACIÓN DE LA SEÑAL ANALÓGICA
En una señal eléctrica analógica, los valores de tensión positivos y negativos pueden mantenerse con un valor constante, o también pueden variar en una escala que va de "0" volt, hasta el valor máximo que tenga fijado, pasando por valores intermedios. Sin embargo, en la señal digital, a diferencia de la analógica, solamente existen dos condiciones: hay voltaje o no hay voltaje y su variación no ocurre de forma continua, sino de forma discreta, a intervalos de tiempo determinados.
Las variaciones que sufren los valores de tensión o voltaje en una señal analógica, al convertirse en digital se transforma en código numérico binario, representado exclusivamente por los dígitos “0” y “1”. En ese caso, el “0” significa que no existe ningún impulso eléctrico de tensión o voltaje, mientras que el “1” significa que sí hay voltaje con un mismo valor siempre en volt.
Representación gráfica una señal digital integrada por valores discretos binarios de ceros y unos.
Cuantización de la señal analógica
Una vez realizado el muestreo, el siguiente paso es la cuantización (quantization) de la señal analógica. Para esta parte del proceso los valores continuos de la sinusoide se convierten en series de valores numéricos decimales discretos correspondientes a los diferentes niveles o variaciones de voltajes que contiene la señal analógica original.
Por tanto, la cuantización representa el componente de muestreo de las variaciones de valores de tensiones o voltajes tomados en diferentes puntos de la onda sinusoidal, que permite medirlos y asignarles sus correspondientes valores en el sistema numérico decimal, antes de convertir esos valores en sistema numérico binario.
Proceso de cuantización (quantization) de la señal eléctrica analógica para su conversión en señal digital.
Codificación de la señal en código binario
Después de realizada la cuantización, los valores de las tomas de voltajes se representan numéricamente por medio de códigos y estándares previamente establecidos. Lo más común es codificar la señal digital en código numérico binario.
La codificación permite asignarle valores numéricos binarios equivalentes a los valores de tensiones o< voltajes que conforman la señal eléctrica analógica original.
En este ejemplo gráfico de codificación, es posible observar cómo se ha obtenido una señal digital y el código binario correspondiente a los niveles de voltaje que posee la señal analógica.
La siguiente tabla muestra los valores numéricos del 0 al 7, pertenecientes al sistema decimal y sus equivalentes en código numérico binario. En esta tabla se puede observar que utilizando sólo tres bits por cada número en código binario, se pueden representar ocho niveles o estados de cuantización.
Y en esta otra tabla se puede ver la sustitución que se ha hecho de los valores numéricos correspondientes a los voltajes de las muestras tomadas de la señal analógica utilizada como ejemplo y su correspondiente conversión a valores en código binario.
chequen ese video http://www.youtube.com/watch?v=FogfIocpBQc
Muchos equipos y dispositivos modernos requieren procesar las señales analógicas que reciben y convertirlas en señales digitales para poder funcionar. Por ser las grabadoras y reproductoras de música en CDs los equipos digitales más conocidos, veremos primero qué es el sonido en sí, qué se entiende por analógico y qué por digital, para una mejor comprensión de este tema.
A continuación aparece una representación gráfica de una onda sonora analógica producida por dos instrumentos musicales de percusión. Las pequeñas irregularidades visibles en el contorno de la línea que va formando el trazado de la sinusoide (semejante a pequeñitos dientes de una sierra), representan los armónicos que definen los timbres y los tonos característicos del sonido que producen ambos instrumentos de percusión cuando se mezclan. Las variaciones en amplitud y altura de las ondulaciones de la propia sinusoide representan la intensidad del sonido y la frecuencia en hertz (Hz) o kilohertz (kHz) de la onda sonora.
En la ilustración, el trazado o forma que toma esta onda senoidal en su mitad izquierda, corresponde a un tono grave, con una intensidad de sonido de bajo volumen, mientras que la mitad derecha responde a un tono agudo, con una intensidad de volumen de sonido más alta.
SEÑAL ELÉCTRICA ANALÓGICA
Señal eléctrica analógica es aquella en la que los valores de la tensión o voltaje varían constantemente en forma de corriente alterna, incrementando su valor con signo eléctrico positivo (+) durante medio ciclo y disminuyéndolo a continuación con signo eléctrico negativo (–) en el medio ciclo siguiente. El cambio constante de polaridad de positivo a negativo provoca que se cree un trazado en forma de onda senoidal. Por tanto, una onda eléctrica de sonido puede tomar infinidad de valores positivos y negativos (superiores e inferiores), dentro de cierto límite de volt también positivos o negativos, representandos siempre dentro de una unidad dedeterminada de tiempo , generalmente medida en segundos.
DIGITALIZACIÓN DE LA SEÑAL ANALÓGICA
En una señal eléctrica analógica, los valores de tensión positivos y negativos pueden mantenerse con un valor constante, o también pueden variar en una escala que va de "0" volt, hasta el valor máximo que tenga fijado, pasando por valores intermedios. Sin embargo, en la señal digital, a diferencia de la analógica, solamente existen dos condiciones: hay voltaje o no hay voltaje y su variación no ocurre de forma continua, sino de forma discreta, a intervalos de tiempo determinados.
Las variaciones que sufren los valores de tensión o voltaje en una señal analógica, al convertirse en digital se transforma en código numérico binario, representado exclusivamente por los dígitos “0” y “1”. En ese caso, el “0” significa que no existe ningún impulso eléctrico de tensión o voltaje, mientras que el “1” significa que sí hay voltaje con un mismo valor siempre en volt.
Representación gráfica una señal digital integrada por valores discretos binarios de ceros y unos.
Cuantización de la señal analógica
Una vez realizado el muestreo, el siguiente paso es la cuantización (quantization) de la señal analógica. Para esta parte del proceso los valores continuos de la sinusoide se convierten en series de valores numéricos decimales discretos correspondientes a los diferentes niveles o variaciones de voltajes que contiene la señal analógica original.
Por tanto, la cuantización representa el componente de muestreo de las variaciones de valores de tensiones o voltajes tomados en diferentes puntos de la onda sinusoidal, que permite medirlos y asignarles sus correspondientes valores en el sistema numérico decimal, antes de convertir esos valores en sistema numérico binario.
Proceso de cuantización (quantization) de la señal eléctrica analógica para su conversión en señal digital.
Codificación de la señal en código binario
Después de realizada la cuantización, los valores de las tomas de voltajes se representan numéricamente por medio de códigos y estándares previamente establecidos. Lo más común es codificar la señal digital en código numérico binario.
La codificación permite asignarle valores numéricos binarios equivalentes a los valores de tensiones o< voltajes que conforman la señal eléctrica analógica original.
En este ejemplo gráfico de codificación, es posible observar cómo se ha obtenido una señal digital y el código binario correspondiente a los niveles de voltaje que posee la señal analógica.
La siguiente tabla muestra los valores numéricos del 0 al 7, pertenecientes al sistema decimal y sus equivalentes en código numérico binario. En esta tabla se puede observar que utilizando sólo tres bits por cada número en código binario, se pueden representar ocho niveles o estados de cuantización.
Y en esta otra tabla se puede ver la sustitución que se ha hecho de los valores numéricos correspondientes a los voltajes de las muestras tomadas de la señal analógica utilizada como ejemplo y su correspondiente conversión a valores en código binario.
chequen ese video http://www.youtube.com/watch?v=FogfIocpBQc
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