{"id":64,"date":"2015-04-19T06:36:52","date_gmt":"2015-04-19T11:06:52","guid":{"rendered":"http:\/\/controlreal.com\/es\/?p=64"},"modified":"2019-02-03T13:59:26","modified_gmt":"2019-02-03T18:29:26","slug":"senales-analogicas-y-digitales","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/controlreal.com\/es\/senales-analogicas-y-digitales\/","title":{"rendered":"Se\u00f1ales anal\u00f3gicas y digitales."},"content":{"rendered":"<p style=\"text-align: justify;\">Se\u00f1ales anal\u00f3gicas y digitales. En los procesos existen variables continuas, las cuales pertenecen al espacio de estado de los n\u00fameros reales. Es decir, puede tener infinitos valores en su cambio a trav\u00e9s del tiempo. Por otra parte, los sistemas digitales, como por ejemplo controladores funcionan con se\u00f1ales discretas. las se\u00f1ales discretas se expresan en <a href=\"https:\/\/controlreal.com\/es\/numeros-binarios-y-tipos-de-variables\/\">n\u00fameros binarios<\/a>, o se\u00f1ales digitales.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Por razones de limitaci\u00f3n f\u00edsica en la construcci\u00f3n de los dispositivos electr\u00f3nicos, las se\u00f1ales discretas pertenecen al espacio de estado finito. En otras palabras las variables pueden tener s\u00f3lo un n\u00famero finito de valores en el transcurrir del tiempo. Adem\u00e1s, se define una variable anal\u00f3gica como aquella que puede tener m\u00e1s de dos valores. En este sentido, las se\u00f1ales continuas son anal\u00f3gicas y las se\u00f1ales discretas de m\u00e1s de un <a href=\"https:\/\/controlreal.com\/es\/numeros-binarios-y-tipos-de-variables\/\">bit<\/a> tambi\u00e9n los son.<\/p>\n<h2>Variables anal\u00f3gicas<\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Visto desde el controlador, las variables anal\u00f3gica provienen de los transmisores. El transmisor que convierte una variable f\u00edsica (por ejemplo temperatura, presi\u00f3n, nivel, flujo, etc) a <a href=\"https:\/\/controlreal.com\/es\/transmision-analogica-y-escalamiento\/\">variables el\u00e9ctricas anal\u00f3gicas estandarizadas<\/a> (por ejemplo la del rango de 4 a 20 mA). La se\u00f1ales transmitidas deben ser procesadas por los controladores. Para ello son convertidas de anal\u00f3gica a digital usando un convertidor anal\u00f3gico digital (CAD) en el <a href=\"https:\/\/controlreal.com\/es\/modulos-de-entrada-y-salida-analogicos\/\">m\u00f3dulo de entrada anal\u00f3gica<\/a>. Si queremos llevar una se\u00f1al digital a anal\u00f3gica, es posible usando un convertidor digital anal\u00f3gico (CDA) que se encuentra en el <a href=\"https:\/\/controlreal.com\/es\/modulos-de-entrada-y-salida-analogicos\/\">m\u00f3dulo de salida anal\u00f3gico<\/a>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Existen varios tipos de convertidores anal\u00f3gico digital. Entre ellos se encuentran, contador, continuo, aproximaciones sucesivas, rampa simple, rampa doble, paralelo y delta-sigma entre otros. Hay dos caracter\u00edsticas de los CAD que resaltan sobre las dem\u00e1s, estas son el n\u00famero de bits y el tiempo de conversi\u00f3n. Los mejores convertidores tienen un n\u00famero de bits alto y un tiempo de conversi\u00f3n reducido.<\/p>\n<h2><strong>Cuantizaci\u00f3n<\/strong><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">El n\u00famero de bits da paso a otro concepto llamado cuantizaci\u00f3n. La cuantizaci\u00f3n no es m\u00e1s que el proceso de representar una se\u00f1al continua (anal\u00f3gica) con otra discreta.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Por ejemplo se quiere convertir una se\u00f1al continua que var\u00eda entre 0 y 10 VDC (note que entre 0 y 10 VDC hay infinitos valores) con un convertidor de 8 bits (note que con 8 bits s\u00f3lo se pueden representar 256 (2<sup>8<\/sup>) n\u00fameros, el cual es finito). El n\u00famero binario a la salida del convertidor va desde 0 a 255 (2<sup>8<\/sup>-1), donde, el valor de 0 en la se\u00f1al digital corresponde a 0 voltios en la se\u00f1al continua y el valor de 255 en la se\u00f1al digital corresponde al valor de 10 en la se\u00f1al continua. El resto de los valores son repartidos desde cero con un incremento de V\/(2<sup>8<\/sup>-1) = 10\/255 = 39,215mV, el cual viene a ser la resoluci\u00f3n de la se\u00f1al digital. Mientras mayor es el n\u00famero de bit, menor es la resoluci\u00f3n.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">La siguiente tabla muestra los primeros y los \u00faltimos valores digitales con sus correspondientes valores continuos.<\/p>\n<p>0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 0<\/p>\n<p>1\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 0,03921569<\/p>\n<p>2\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 0,07843137<\/p>\n<p>3\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 0,11764706<\/p>\n<p>\u2026<\/p>\n<p>253\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 9,92156863<\/p>\n<p>254\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 9,96078431<\/p>\n<p>255\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 10<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h2><strong>MUESTREO<\/strong><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">El tiempo de conversi\u00f3n est\u00e1 relacionado con el tiempo en que se toma la muestra de la se\u00f1al anal\u00f3gica. En ocasiones se quiere convertir m\u00e1s de una se\u00f1al anal\u00f3gica con s\u00f3lo un convertidor, para ello se usan multiplexores. Los multiplexores comparten el uso del CAD entre las se\u00f1ales a convertir.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Cada vez que se hace una conversi\u00f3n de la se\u00f1al continua se dice que se toma una muestra. El tiempo entre dos muestra se conoce como periodo de muestreo o tiempo de muestreo. Mientras menor es el tiempo de muestreo, la se\u00f1al digital se parece m\u00e1s a la se\u00f1al continua, esto es, el error es menor. En la siguiente figura se puede ver una se\u00f1al anal\u00f3gica convertida a digital con: (a) 8 bits y 100 muestras en un periodo (b), 8 bits 40 muestras (c), 4 bit 100 muestras, \u00a0(d) 4 bits y 40 muestras y (e) la se\u00f1al continua.<img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-68 size-full\" src=\"http:\/\/controlreal.com\/es\/cr-content\/uploads\/2015\/04\/8b100m.png\" alt=\"se\u00f1ales anal\u00f3gicas y digitales\" width=\"561\" height=\"289\" srcset=\"https:\/\/controlreal.com\/es\/cr-content\/uploads\/2015\/04\/8b100m.png 561w, https:\/\/controlreal.com\/es\/cr-content\/uploads\/2015\/04\/8b100m-300x155.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 561px) 100vw, 561px\" \/><\/p>\n<pre style=\"text-align: center;\">8 bit, 100 muestras\r\n<a href=\"http:\/\/controlreal.com\/es\/wp-content\/uploads\/2015\/04\/8b40m.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-67 size-full\" src=\"http:\/\/controlreal.com\/es\/cr-content\/uploads\/2015\/04\/8b40m.png\" alt=\"8b40m\" width=\"561\" height=\"289\" srcset=\"https:\/\/controlreal.com\/es\/cr-content\/uploads\/2015\/04\/8b40m.png 561w, https:\/\/controlreal.com\/es\/cr-content\/uploads\/2015\/04\/8b40m-300x155.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 561px) 100vw, 561px\" \/><\/a>\r\n8 bit, 40 muestras\r\n<a href=\"http:\/\/controlreal.com\/es\/wp-content\/uploads\/2015\/04\/4b100m.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-66 size-full\" src=\"http:\/\/controlreal.com\/es\/cr-content\/uploads\/2015\/04\/4b100m.png\" alt=\"se\u00f1ales anal\u00f3gicas y digitales\" width=\"561\" height=\"289\" srcset=\"https:\/\/controlreal.com\/es\/cr-content\/uploads\/2015\/04\/4b100m.png 561w, https:\/\/controlreal.com\/es\/cr-content\/uploads\/2015\/04\/4b100m-300x155.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 561px) 100vw, 561px\" \/><\/a>\r\n4 bit, 100 muestras\r\n<a href=\"http:\/\/controlreal.com\/es\/wp-content\/uploads\/2015\/04\/4b40m.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-65 size-full\" src=\"http:\/\/controlreal.com\/es\/cr-content\/uploads\/2015\/04\/4b40m.png\" alt=\"se\u00f1ales anal\u00f3gicas y digitales\" width=\"561\" height=\"289\" srcset=\"https:\/\/controlreal.com\/es\/cr-content\/uploads\/2015\/04\/4b40m.png 561w, https:\/\/controlreal.com\/es\/cr-content\/uploads\/2015\/04\/4b40m-300x155.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 561px) 100vw, 561px\" \/><\/a>\r\n4 bit, 40 muestras\r\n<a href=\"http:\/\/controlreal.com\/es\/wp-content\/uploads\/2015\/04\/infbinfm.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-70 size-full\" src=\"http:\/\/controlreal.com\/es\/cr-content\/uploads\/2015\/04\/infbinfm-e1434737062630.png\" alt=\"se\u00f1ales anal\u00f3gicas y digitales\" width=\"562\" height=\"289\" srcset=\"https:\/\/controlreal.com\/es\/cr-content\/uploads\/2015\/04\/infbinfm-e1434737062630.png 562w, https:\/\/controlreal.com\/es\/cr-content\/uploads\/2015\/04\/infbinfm-e1434737062630-300x154.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 562px) 100vw, 562px\" \/><\/a>\r\nSe\u00f1al continua<\/pre>\n<h2>Comparaci\u00f3n entre se\u00f1ales anal\u00f3gicas y digitales<\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Las tarjetas anal\u00f3gicas que se encuentra en el mercado usan convertidores de 12 bits en adelante. Los tiempos de conversi\u00f3n son del orden de lo mili segundos o menos. La siguiente figura muestra la relaci\u00f3n entre los diferentes tipos de se\u00f1ales anal\u00f3gicas y digitales.<\/p>\n<div id=\"attachment_69\" style=\"width: 744px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><a href=\"http:\/\/controlreal.com\/es\/wp-content\/uploads\/2015\/04\/DAC_ADC.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-69\" class=\"wp-image-69 size-large\" src=\"http:\/\/controlreal.com\/es\/cr-content\/uploads\/2015\/04\/DAC_ADC-1024x330.png\" alt=\"se\u00f1ales anal\u00f3gicas y digitales\" width=\"734\" height=\"237\" srcset=\"https:\/\/controlreal.com\/es\/cr-content\/uploads\/2015\/04\/DAC_ADC-1024x330.png 1024w, https:\/\/controlreal.com\/es\/cr-content\/uploads\/2015\/04\/DAC_ADC-300x97.png 300w, https:\/\/controlreal.com\/es\/cr-content\/uploads\/2015\/04\/DAC_ADC.png 1149w\" sizes=\"auto, (max-width: 734px) 100vw, 734px\" \/><\/a><p id=\"caption-attachment-69\" class=\"wp-caption-text\">Se\u00f1ales anal\u00f3gicas y digitales<\/p><\/div>\n<pre style=\"text-align: center;\">\u00a0Se\u00f1ales<\/pre>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Se\u00f1ales anal\u00f3gicas y digitales. 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