1. Ruidos
Todos los sistemas de comunicación están sujetos al ruido tanto en el canal de
comunicación como en el receptor.
El ruido es una energía aleatoria indeseable que entra en los sistemas de
comunicación vía el medio de comunicación e interferir con el mensaje transmitido.
Algunos ruidos también se producen en el receptor. El ruido viene de la atmósfera
(por ejemplo de rayos que producen estática); del espacio exterior donde el sol y
otras estrella emiten varias clases de radiación que puede interferir con las
comunicaciones, y a partir de equipos manufacturados, tale como los sistemas
eléctricos de ignición de los coches, de motores eléctricos, de lámparas
fluorescentes, y otros equipos que generan señales que pueden interferir con la
transmisión.
Muchos equipos de comunicación electrónicos general ruidos internamente debido a
la agitación térmica de los átomos. Los resistores y los transmisores son
componentes que producen ruidos, generalmente señal de ruido de bajo nivel, con
frecuencia puede interferir en forma grave con las señales de nivel en extremos
bajos, que llegan al receptor muy atenuadamente después de transmitir desde muy
larga distancia.
El ruido es uno de los problemas más serios en las comunicaciones electrónicas. En
algunos casos no se puede eliminar pero por lo menos se puede desplazar.
El ruido consiste en señal electrónica que es mezcla de varias frecuencias a mucha
amplitud que se añaden a una señal de radio o de información mientras se transmiten
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2. de un sitio a otro o mientras se procesa. El ruido no es lo mismo que la interferencia
de otras señale de información.
Cuando se enciende un receptor AM o FM y sintonizarlo en una posición entre
estaciones, el Hiss o Estática que se oye en la bocina es ruido. El ruido también se
presenta en una pantalla de televisión blanco y negro como nieve en una pantalla a
color como confeti. Si el nivel de ruido es suficientemente alto y la señal bastante
baja el ruido puede borrar por completo la señal original. Cuando el ruido ocurre en
la transmisión de datos digitales causa errores de bits y puede resultar pérdida de
información.
Cuando en un sistema de comunicaciones la señal es baja el ruido presente se
constituye en un gran problema.
La relación señal a ruido (S/N) indica las intensidades relativas de la señal y el ruido
en un sistema de comunicaciones a mayor intensidad de la señal y debilidad del
ruido, mayor será la relación S/N si la señal es débil y el ruido fuerte, la relación S/N
será baja y la recepción no será confiable. Los equipos de comunicación se diseñan
para proporcionar la más alta relación factible de señal de ruido.
Las señales pueden expresare en termino de voltaje o de potencia; la relación S/N se
calcula mediante los valores de voltaje o de potencia.
Vs Ps
S/M = o SN =
Vn Pn
VS = Voltaje de la señal
VR = Voltaje de ruido
PS = Potencia de la señal
PR = Potencia de ruido
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3. Ejemplo:
Supongamos que el voltaje de la señal es 1.2 µ V y el ruido 0.3 µ V y del ruido 0.3
µ V. La señal o relación S 2
M es 1. 0.3 = 4.
La mayoría de las relaciones S N se expresan en término de potencia en vez de
voltaje. Por ejemplo si la potencia de la señal es 5 µ w y la potencia de ruido 125
nw, la relación S N = 5 x 10-6 /125 x 10-9 = 40.
Los valores precedentes de S N pueden convertirse a decibeles como sigue
( )
Para voltaje db = 20 log S N = 20 log (4) =
20 (0.602) = 12 db
( )
Para potencia db = 10 log S N = 10 log (40)
10 (1.602) = 16 db
Como quiera que e exprese si la relación S N es menor que 1, el valor en db será
negativo y el ruido será más fuerte que la señal.
El ruido extremo: viene de fuentes sobre las cuales se tiene poco o nada de control
industrial, atmosférico o del espacio.
Ruido industrial: lo producen equipos como sistemas de ignición automotriz,
motores eléctricos y generadores o corrientes altos que deban comunicarse produce
transitorios que crean ruidos.
Ruido atmosférico: las perturbaciones eléctricas que ocurren de manera natural en la
atmósfera de la tierra son fuente de ruido. El ruido atmosférico a menudo se llama
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4. estática, este ruido por lo general viene de relámpagos, descargas eléctricas que
ocurren entre nubes o entre la tierra y las nubes.
Los ruidos atmosféricos tienen su mayo impacto en la frecuencia menores de 30
MHz.
Ruido extraterrestre: este ruido es el solar o cósmico viene de fuentes en el espacio.
Una de las fuentes principales de este tipo de ruido es el sol, que radia un intervalo
amplio de señale en un espectro extenso de ruido. La intensidad de ruido que
produce el sol varía con el tiempo. El sol produce alta intensidad de ruido cada 11
años, que producen enormes interferencias en las comunicaciones de radio y que
hacen que no puedan usarse, muchas frecuencias.
Durante otros años, el ruido se encuentra a menor nivel.
El ruido producido por estrellas fuera de nuestro sistema solar, se le denomina Ruido
Cósmico. El nivel de estos ruidos no es tan grande como los ruidos solare porque
las estrellas se encuentran a grandes distancias con respecto a la tierra.
Esta fuente de ruido siempre se debe tomar en cuenta. En el intervalo 10MHz a
1.5GHz aunque los mayores disturbios se producen en el intervalo de 15 a 150MHz.
Ruidos internos: Los componentes electrónicos en el receptor como resistores,
diodo y transmisores son fuente fundamental del ruido interno. Aunque el nivel sea
bajo, siempre crea molestia en los sistemas de comunicación.
Los electrones que atraviesan un conductor como flujos de corriente, experimentan
impedimentos pasajeros en su trayectoria mientras encuentran a los átomos agitados
de manera térmica.
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5. La resistencia aparente del conductor fluctúa y así causa el voltaje aleatorio
producido térmicamente que se llama ruido.
La agitación térmica por lo común recibe el nombre de Ruido Blanco o Ruido
Johnson, en honor a J. B. Johnson quien lo descubrió en 1928.
Una señal de ruido blanco ocupa en teoría un ancho de banda infinito.
En un resistor más o menos grandes a temperatura ambiente o mayor, el voltaje de
ruido a través de él puede ser tan grande como algún microvolts.
La cantidad de voltaje de ruido en circuito abierto que aparece a través de un resistor
o la impedancia de entrada en un receptor puede calcularse mediante la formula de
Johnson VR = 4 KTBR
donde VR = Voltaje de ruido rms
K = Tempertura, K(Co + 273)
B = ancho de banda, Hz
R = Resistencia Ω
Ruido en la Región de Microondas
El ruido es una consideración importante en toda frecuencia de comunicación, pero
en especial es importante en la región de microondas porque el ruido aumenta con el
ancho de banda e impacta las señales de altas frecuencias más que las de baja
frecuencia. El factor limitante en la mayoría de sistemas de comunicaciones por
microondas, como satélite y radar, es el ruido interno.
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6. En algunos receptores de microondas especiales, el nivel de ruido se reduce
enfriando las etapas de entrada al receptor, como ya se menciono. Esta técnica se
llama Operación en Condiciones Criogénicas. El término criogénico se requiere a
condiciones de mucho frío, que se acercan al cero absoluto.
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