{"id":770,"date":"2023-03-15T12:19:20","date_gmt":"2023-03-15T15:19:20","guid":{"rendered":"https:\/\/alejandria.edu.uy\/?p=770"},"modified":"2023-03-25T18:02:05","modified_gmt":"2023-03-25T21:02:05","slug":"sistemas-analogicos-y-digitales","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/alejandria.edu.uy\/?p=770","title":{"rendered":"Sistemas analogicos y digitales"},"content":{"rendered":"
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Se\u00f1ales anal\u00f3gicas y digitales.<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

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a) Se\u00f1ales anal\u00f3gicas.<\/strong><\/p>\n

Se denomina se\u00f1al anal\u00f3gica a aquella que puede tomar infinitos valores de tensi\u00f3n entre un m\u00ednimo y un m\u00e1ximo, variando progresivamente a lo largo del tiempo. La forma de este tipo de se\u00f1ales nos permite realizar medidas f\u00edsicas como, temperaturas, presiones, velocidades, etc., ya que estas medidas f\u00edsicas no presentan solamente dos estados diferentes sino que toman un valor diferente a lo largo del tiempo.<\/p>\n


\nb) Se\u00f1ales digitales.<\/strong><\/p>\n

En cambio se denomina se\u00f1al digital a la cual tan s\u00f3lo tiene dos valores, sin ning\u00fan valor intermedio. El valor m\u00e1ximo o de activaci\u00f3n (1 l\u00f3gico o bit 1) y el valor m\u00ednimo o de reposo (0 l\u00f3gico o bit 0).<\/p>\n

Para comprender mejor que es una se\u00f1al digital, pondremos un ejemplo: Supongamos que tenemos un panel el\u00e9ctrico lleno de pilotos de control. Cada piloto se ilumina cerrando un interruptor, el panel se ilumina en peque\u00f1os golpes de luz seg\u00fan se cierran cada uno de los interruptores. Esto simular\u00eda una se\u00f1al digital.<\/p>\n

La mayor parte de los sistemas actuales, tanto en la industria en general como en el autom\u00f3vil utilizan y procesan se\u00f1ales digitales, sin embargo los par\u00e1metros f\u00edsicos, como temperaturas, presiones, revoluciones, etc., utilizan se\u00f1ales anal\u00f3gicas.<\/p>\n

Ejemplos de se\u00f1ales anal\u00f3gicas utilizadas en el autom\u00f3vil son el captador de r\u00e9gimen, el captador de presi\u00f3n absoluta, la sonda de temperatura del aire, etc..<\/p>\n

En electr\u00f3nica digital s\u00f3lo existen dos bits, que son el 0 y el 1. Surge entonces la necesidad de traducir estos dos bits a voltios, que es lo que en realidad entienden las m\u00e1quinas. El modo m\u00e1s sencillo de hacer las conversiones es asignar un valor de tensi\u00f3n de +5 V para el bit 1 y un valor de tensi\u00f3n de 0 V para el bit 0. Se ha utilizado este valor por ser las tensiones a las que funcionan la mayor\u00eda de los circuitos l\u00f3gicos empleados en la actualidad en la tecnolog\u00eda TTL (L\u00f3gica Transistor Transistor).Podemos encontrarnos con dos tipos de l\u00f3gica que pasamos a describir a continuaci\u00f3n.<\/p>\n

a) L\u00f3gica positiva.<\/strong><\/p>\n

Existe el inconveniente de que mantener tensiones de valor fijo a 5 V es un tanto dif\u00edcil y tambi\u00e9n lo es con el 0 V. Para resolver el problema se toman m\u00e1rgenes de tolerancia. Este margen para el caso del bit 1 se extiende desde +2,5 V hasta +5 V. Es decir, que todo valor de tensi\u00f3n comprendido dentro de estos dos valores, deber\u00eda ser interpretado como 1. Pues bien, se denomina nivel\u00a0ALTO<\/strong>\u00a0a todo valor de tensi\u00f3n que este comprendido dentro de esta gama de tolerancia. Para el caso del bit 0 se le asigna una gama de tensiones que se extiende desde 0 V hasta +0,8 V. Se llama nivel\u00a0BAJO<\/strong>\u00a0a cualquier valor de tensi\u00f3n que este comprendido entre los valores dados.<\/p>\n

El resto de valores de tensi\u00f3n, es decir, los comprendidos entre +0,8 V y +2,5 V, forman niveles de tensi\u00f3n incluidos dentro de una gama o zona que llamaremos prohibida y no se utilizar\u00e1n dado que no se sabe si los circuitos los interpretar\u00e1n como 0 o como 1.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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En el dibujo se ha realizado un esquema con los diferentes valores de tensi\u00f3n que limitan la zona de nivel bajo, la de nivel alto y la zona prohibida que los separa.<\/p>\n

b) L\u00f3gica negativa.<\/strong><\/p>\n

A menudo aparece el concepto de l\u00f3gica negativa y por ello lo vamos a definir de la siguiente manera. Es otra manera de codificar los bits utilizando los valores de tensi\u00f3n.<\/p>\n

Un bit 0 se interpreta como cualquier nivel de tensi\u00f3n comprendido dentro de la gama de la gama de valores ALTO, es decir, los comprendidos entre +5 V y +2,5 V.<\/p>\n

Un bit 1 se interpreta como cualquier nivel de tensi\u00f3n comprendido dentro de la gama de valores BAJOS, es decir, los comprendidos entre 0 V y +0,8 V.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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En el dibujo se puede ver un esquema de los valores de tensi\u00f3n que limitan la gama de niveles ALTOS, la gama de niveles BAJOS y la comprendida entre ambos o zona prohibida.<\/p>\n

\u00a0Codificaci\u00f3n de la informaci\u00f3n.<\/strong><\/p>\n

\u00a0Generalidades.<\/strong><\/p>\n

Cuando se ha captado un concepto y este se ha de transmitir a otra persona, bien sea verbalmente o por escrito, no es necesario relacionar todo el conjunto de caracter\u00edsticas que definen dicho concepto. Ser\u00eda un procedimiento muy dif\u00edcil, complejo y sujeto a errores. Para ello se emplean los c\u00f3digos, que mediante palabras hacen posible simplificar mucho la comunicaci\u00f3n de la informaci\u00f3n. Una palabra por ejemplo \u201cmesa\u201d, es una manera abreviada de exponer todas las caracter\u00edsticas comprendidas en el concepto que todos tenemos de lo que es una mesa.<\/p>\n

Las palabras, los nombres de las cosas, no son m\u00e1s que el resultado de la codificaci\u00f3n de la informaci\u00f3n que maneja a diario el hombre. Los lenguajes y los idiomas no son m\u00e1s que c\u00f3digos que previamente se han establecido. El mismo c\u00f3digo morse y el lenguaje de los sordomudos son otros tantos ejemplos. Hay que tener en cuenta que c\u00f3digos se pueden establecer muchos y adem\u00e1s muy diferentes entre si. Sin embrago, la informaci\u00f3n siempre es la misma y nunca cambia aunque se empleen c\u00f3digos diferentes.<\/p>\n

Por ejemplo cuando se entra en una panader\u00eda y un espa\u00f1ol pide \u201cpan\u201d, un franc\u00e9s pide \u201cpain\u201d y un ingl\u00e9s pide \u201cbread\u201d, a los tres se les entrega la misma cosa, prueba evidente de que la informaci\u00f3n era la misma aunque se expresase en tres c\u00f3digos diferentes.<\/p>\n

En un c\u00f3digo establecido, por ejemplo el idioma castellano, se utilizan una serie de caracteres simples, no muy numerosos y que todos conocemos. Mediante las m\u00faltiples combinaciones, que determina el c\u00f3digo correspondiente, se llega ala obtenci\u00f3n de la totalidad de palabras que componen el idioma. Al conjunto de dichos caracteres se le denomina alfabeto. Se pueden citar el latino, el griego, el \u00e1rabe, etc. A los caracteres que componen las palabras se les denomina alfab\u00e9ticos.<\/p>\n

Cuando una informaci\u00f3n determinada corresponde a una magnitud medible y se ha de expresar mediante una cantidad, se recurre a los caracteres num\u00e9ricos. A los caracteres num\u00e9ricos se les llama cifras y se pueden combinar unos con otros para formar cantidades.<\/p>\n

A la forma con que se combinan se le denomina c\u00f3digo o sistema.<\/p>\n

Cada sistema contiene un n\u00famero determinado de caracteres diferentes. A este n\u00famero de caracteres diferentes se le llama base de ese sistema. Por ejemplo el sistema de base diez, o decimal, que utilizamos todos nosotros, contiene diez caracteres que son los comprendidos entre 0 y 9, ambos inclusive. Otro de los sistemas utilizados actualmente, en el mundo t\u00e9cnico, es el sistema hexadecimal o de base diecis\u00e9is. Contiene pues diecis\u00e9is caracteres diferentes que pueden ser alfab\u00e9ticos o num\u00e9ricos, es decir caracteres alfanum\u00e9ricos y que comprenden del 0 a la F. Otro sistema conocido es el octal o de base ocho. Pero de todos los sistemas utilizados el de mayor inter\u00e9s para el t\u00e9cnico es el sistema de base dos o binario, en donde se encuentran s\u00f3lo dos caracteres diferentes que son el 0 y el 1.<\/p>\n

En todo caso, cualquier sistema que se utilice, no es m\u00e1s que un modo previamente definido y establecido, de codificar una informaci\u00f3n correspondiente a una magnitud, medida o cantidad.<\/p>\n

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El modelo simple de comunicaci\u00f3n entre dispositivos entra\u00f1a una cierta complejidad de funciones:<\/p>\n

– Control de congesti\u00f3n para evitar la saturaci\u00f3n del sistema.<\/p>\n

– Interfaz con el medio f\u00edsico de transmisi\u00f3n.<\/p>\n

– Generaci\u00f3n de la se\u00f1al a transmitir.<\/p>\n

– Sincronizaci\u00f3n entre el emisor y el receptor.<\/p>\n

– Gesti\u00f3n del intercambio de informaci\u00f3n.<\/p>\n

– Detecci\u00f3n y correcci\u00f3n de errores.<\/p>\n

– Control del flujo de datos.<\/p>\n

– Direccionamiento de los datos cuando hay m\u00e1s de un destino.<\/p>\n

– Encaminamiento si hay m\u00e1s de una ruta.<\/p>\n

– Formato del mensaje.<\/p>\n

– Medidas de seguridad.<\/p>\n

– Gesti\u00f3n de la red.<\/p>\n

– Etc.<\/p>\n

La transmisi\u00f3n de informaci\u00f3n tiene que lograr que los datos en el destino sean exactamente iguales a los datos en el origen:<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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En su forma m\u00e1s simple, la comunicaci\u00f3n de datos se realiza entre dos dispositivos conectados \u201cpunto a punto\u201d. Esta situaci\u00f3n no se da cuando los dispositivos est\u00e1n alejados o cuando se trata de conectar un n\u00famero elevado de dispositivos. Por ello la soluci\u00f3n habitual es conectar cada dispositivo a una red de comunicaci\u00f3n. Las redes se clasifican en dos grandes categor\u00edas: redes de \u00e1rea amplia (WAN) y redes de \u00e1rea local (LAN). En el \u00e1mbito del autom\u00f3vil, las redes utilizadas son del tipo local.<\/p>\n

Cuando se realiza un intercambio de datos entre dos dispositivos se requieren las siguientes tareas:<\/p>\n

1.- El sistema fuente de informaci\u00f3n debe\u00a0activar el camino\u00a0directo de datos o bien proporcionar a la red la identificaci\u00f3n del sistema destino deseado (ruta o direcci\u00f3n).<\/p>\n

2.- El sistema fuente debe asegurarse de que el destino\u00a0est\u00e1 preparado\u00a0para recibir los datos (destino a la escucha).<\/p>\n

3.- La aplicaci\u00f3n de transferencia de fichero o dato en el origen debe asegurarse que el programa gestor en el destino est\u00e1 preparado para\u00a0aceptar y almacenar\u00a0el fichero o dato para el usuario o servicio determinado (el dato debe ser almacenado para usarlo).<\/p>\n

4.- Si los formatos de los datos son incompatibles, uno de los sistemas deber\u00e1 realizar una operaci\u00f3n de\u00a0adecuaci\u00f3n\u00a0(el dato debe ser compatible).<\/p>\n

Para la comunicaci\u00f3n entre dos entidades situadas en sistemas diferentes, es necesaria la definici\u00f3n y utilizaci\u00f3n de un protocolo. Los protocolos se pueden definir como el conjunto de reglas que gobiernan el intercambio entre dos entidades.<\/p>\n

Los puntos que definen un protocolo son:<\/p>\n

A.- La sintaxis: que incluye aspectos como el formato de datos y los noveles de se\u00f1al.<\/p>\n

B.- La sem\u00e1ntica: que incluye informaci\u00f3n de control para la coordinaci\u00f3n y el manejo de errores.<\/p>\n

C.- La temporalidad: que incluye la sincronizaci\u00f3n de velocidades y la secuencia.<\/p>\n

Para conseguir la m\u00e1xima eficacia en la comunicaci\u00f3n, en lugar de implementar toda la l\u00f3gica de comunicaci\u00f3n en un \u00fanico m\u00f3dulo, la tarea se divide en subtareas, cada una de las cuales realiza una parte de la comunicaci\u00f3n. Esta estructura se denomina arquitectura de protocolos.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Modelo de tres capas.<\/strong><\/p>\n

La comunicaci\u00f3n entre sistemas de tratamiento de informaci\u00f3n (ordenadores) implica obtener los datos donde residen en el ordenador emisor (programa que los tiene) y posteriormente hacerlos llegar al programa en el ordenador receptor (programa que los necesita). La comunicaci\u00f3n se puede organizar en tres capas:<\/p>\n

Capa de acceso a la red.<\/p>\n

Capa de transporte.<\/p>\n

Capa de aplicaci\u00f3n.<\/p>\n

La\u00a0capa de acceso a la red<\/strong>\u00a0trata del intercambio de datos entre el ordenador y la red a la que est\u00e1 conectado. El sistema emisor debe proporcionar a la red la direcci\u00f3n del sistema destino, \u00e9ste necesitar\u00e1 servicios prioritarios que le proporcionar\u00e1 la l\u00f3gica de acceso a la red. Las caracter\u00edsticas de esta capa\u00a0depender\u00e1n del tipo de red\u00a0que se use. El resto de l\u00f3gica de comunicaciones que est\u00e9 por encima de la capa de acceso no tendr\u00e1 que ocuparse de las caracter\u00edsticas espec\u00edficas de la red, sino que funcionar\u00e1 independientemente de la red que se use.<\/p>\n

La\u00a0capa de transporte<\/strong>\u00a0se encarga de que los datos que intercambien, lo hagan de una forma segura sin errores y en el mismo orden en que se emitieron, esta capa se encarga de la correcci\u00f3n de errores en la comunicaci\u00f3n.<\/p>\n

La\u00a0capa de aplicaci\u00f3n<\/strong>\u00a0contiene la l\u00f3gica para admitir varias aplicaciones del usuario (varios programas que utilicen la comunicaci\u00f3n. Por cada aplicaci\u00f3n se tendr\u00e1 un m\u00f3dulo separado.<\/p>\n

Con esta estructura, una\u00a0aplicaci\u00f3n\u00a0emisora genera un bloque de datos y se lo pasa a la\u00a0capa de transporte, \u00e9sta lo divide en unidades m\u00e1s peque\u00f1as para hacerlo mas manejable. A cada unidad, la capa de transporte a\u00f1ade una cabecera con la informaci\u00f3n de control seg\u00fan el protocolo. La uni\u00f3n de la unidad de informaci\u00f3n con la informaci\u00f3n de control se denomina\u00a0unidad de datos del protocolo\u00a0o PDU. La informaci\u00f3n de esa cabecera es:<\/p>\n

Direcci\u00f3n en la red, cuando la capa de transporte destino reciba la PDU de transporte deber\u00e1 saber a quien van los datos.<\/p>\n

N\u00famero de secuencia, si los datos ocupan m\u00e1s de una PDU, para recomponer los datos.<\/p>\n

C\u00f3digo de detecci\u00f3n de errores.<\/p>\n

La capa de transporte pasa cada PDU a la capa de red, con la instrucci\u00f3n de ser transmitida al sistema destino. El protocolo de acceso a la red pasa los datos a la red para ser transmitidos. La capa de red usa la informaci\u00f3n de control y a\u00f1ade a la cabecera informaci\u00f3n para crear la PDU de red. La informaci\u00f3n a\u00f1adida puede ser:<\/p>\n

Direcci\u00f3n del sistema destino<\/p>\n

Petici\u00f3n de facilidades (prioridad)<\/p>\n

El m\u00f3dulo de acceso a la red de destino recibe la PDU de red, elimina la cabecera y obtiene la PDU de transporte, pas\u00e1ndola a la capa de transporte de destino, \u00e9sta examina la cabecera de datos y, en funci\u00f3n del campo en la cabecera, pasar\u00e1 los datos a la aplicaci\u00f3n correspondiente.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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La evoluci\u00f3n de ese sistema simplificado de 3 capas es el modelo de desarrollo OSI de 7 capas, que cada protocolo adaptar\u00e1 a su manera.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

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