Comunicaciones Electrónicas | The Telecom Post

Las comunicaciones electrónicas son la transmisión, recepción y procesamiento de información entre dos o más lugares, a través de circuitos electrónicos. La fuente original de información puede estar en forma analógica (continua) como la voz humana o música, o en forma digital (discreta) como los números codificados binariamente o códigos alfanúmericos. Cabe destacar que todas las formas de formas de información se deben convertir a energía electromagnética antes de ser propagadas a un sistema de comunicaciones electrónicas. Los dos tipos básicos de comunicaciones electrónicas son analógico y digital.

Comunicación Analógica

Un sistema de comunicaciones analógico es aquel en el que la energía se transmite y recibe en forma analógica, es decir, una señal de variación continua, como por ejemplo una onda senoidal. En este sistema, tanto la información como la portadora son señales analógicas.

Tipos de Modulación

Si la señal de información es analógica, y la amplitud ( $V$ ) de la portadora es proporcional a ella, se produce la modulación de amplitud (AM).
Si se varía la frecuencia ( $f$ ) en forma proporcional a la señal de información, se produce la modulación de frecuencia (FM).
Si varía la fase por último ( ${\theta}$ ) en proporción con la señal de información, se produce la modulación de fase (PM).

Comunicación Digital

El término de comunicaciones digitales abarca una amplia variedad de técnicas de comunicación, el cual incluye transmisión digital y radio digital.

La transmisión digital, es un sistema digital verdadero, donde los pulsos digitales (con valores discretos +5V y tierra) se transfieren entre dos o más puntos en un sistema de comunicaciones.

Con la transmisión digital, no hay portadora analógica y la fuente original de información puede tener forma digital, si está en forma analógica se debe convertir a pulsos digitales antes de transmitirla y se debe convertir a la forma analógica en el extremo de recepción.
La radio digital, es la transmisión de portadoras analógicas moduladas digitalmente, entre dos o más puntos en un sistema de comunicaciones. En la radio digital, la señal moduladora y la señal demodulada son pulsos digitales, los cuales se pueden originar en un sistema digital de transmisión y en una fuente digital.

Los sistemas de transmision digital requieren una instalación física entre el transmisor y el receptor. Por otro lado, en los sistemas digitales de radio el medio de transmisión puede ser una instalación física o el espacio libre (atmósfera terrestre).

Tipos de Modulación

Si la señal de información es digital y la amplitud ( $V$ ) de la portadora se varía proporcionalmente a la señal de información, se produce una señal modulada digitalmente, llamada modulación por conmutación de amplitud (ASK).
Si la frecuencia ( $f$ ) varía en forma proporcional a la señal de información se produce la modulación por conmutación de frecuencia (FSK).
Si la fase ( ${\theta}$ ) varía de manera proporcional a la señal de información, se produce la modulación por conmutación de fase (PSK).
Si se varían al mismo tiempo la amplitud y la fase en proporción con la señal de información, resulta la modulación de amplitud en cuadratura (QAM).

v (t) = V \sin(2{\pi}ft + {\theta})

donde

$v (t)$ = Voltaje variable senoidalmente en el tiempo
$V$ = Amplitud máxima (volts)
$f$ = Frecuencia (hertz)
$\theta$ = Desplazamiento de fase (radianes)

Series de Fourier

Son series de términos coseno y seno y surgen en la tarea práctica de representar funciones periódicas generales. Esta serie se utiliza en el análisis de señales para representar las componentes senoidales de una onda periódica no senoidal, es decir, para cambiar una señal en el dominio del tiempo a una señal en el dominio de frecuencia. En general, se puede obtener una serie de Fourier para cualquier función periódica, en forma de una serie de funciones trigonométricas con la siguiente forma matemática:

F(x) = \frac{a_0}{2} + \sum_{n=1}^{\infty} [a_n \cos(\frac{n{\pi}x}{l}) + b_n \sin(\frac{n{\pi}x}{l})]

Transformada de Fourier

Relaciona una función en el dominio del tiempo con una función en el dominio de la frecuencia. Los valores de frecuencia componentes, extendidas para todo el espectro, son representados como picos en el dominio de la frecuencia. La transformada de Fourier es básicamente el espectro de frecuencias de una función, es decir, al aplicar la transformada de Fourier a una función sólo se visualizará un rango de valores de frecuencias para todos los valores de la función en un cierto dominio.

La transformada de Fourier es utilizada para obtener información de una señal determinada que no es evidente en el dominio temporal, a través de su traducción al dominio de frecuencias.

Ecuación integral de Fourier en el dominio transformado J; la frecuencia toma el valor $f = 2\pi w$
$F(jw) = \int_{-\infty}^{\infty} f(t) e^{-jwt} dt$
Ecuación integral de Fourier en el dominio de tiempo T
$f(t) = \frac{1}{2\pi} \int_{-\infty}^{\infty} F(jw) e^{-jwt} dw$
Transformada de Fourier
$F(f(t)) = F(jw) = \int_{-\infty}^{\infty} f(t) e^{-jwt} dt$

En la modulación de señales, se observó que existen diferentes métodos de modulación (AM, PM y FM). Cada uno de estos es caracterizado por una ecuación matemática que representa una función la cual, a efectos prácticos, se aplica la ecuación característica de la señal portadora. Estas ecuaciones tienen su fundamento matemático en la transformada de Fourier.

Referencias

Tomasi, W. (2003). Sistemas de comunicaciones electrónicas. Pearson Educación.