Primera evaluación, usando Screencast-omatic
Segunda evaluación, el ensayo informativo
Las señales
Introducción
Desde sus inicios, la sociedad humana ha usado diversas
maneras o procedimientos para lograr comunicarse entre sí; y para esto ha hecho
uso de elementos, materiales y/o herramientas, que generan fenómenos físicos
los cuales son percibidos e interpretados por los sentidos en forma de
mensajes. Este tipo de fenómenos es lo que comúnmente se denominan señales. Hoy
en día, con sofisticados dispositivos electrónicos y algoritmos de codificación
avanzados, se ha conseguido transformar las innumerables formas de onda
obtenidas del mundo físico a formas de onda que contienen información y que son
percibidas a través de los sentidos.
Señales
Una
señal es una magnitud física de interés que habitualmente es una función del
tiempo.
- Voltaje en una línea telefónica (voltaje frente a tiempo).
- Ondas sonoras producidas por un interlocutor. (Presión frente al tiempo)
- Cotizaciones en bolsa de un producto (valores frente al tiempo).
En el
contexto del procesado digital de señales muchas de las señales proceden de
medidas del mundo real (sonidos, temperatura, luz, etc.). Para poder utilizar
estas señales necesitamos un transductor o sensor, que es un dispositivo que
nos permite transformar la magnitud física en una magnitud eléctrica variable,
en general una tensión.
Muchas
de las señales de interés son analógicas, en las que en cualquier instante de
tiempo pueden tomar cualquier valor de amplitud entre unos niveles
determinados. El procesado digital no puede trabajar directamente con estas
señales por lo que es necesaria una conversión de las mismas. Los procesos de
muestreo y cuantificación realizan esta tarea, obteniendo una secuencia de
números que representan, aproximadamente, la señal original.
Uso
La
utilización de señales analógicas en comunicaciones todavía se mantiene en la
transmisión de radio y televisión tanto privada como comercial. Los parámetros
que definen un canal de comunicaciones analógicas son el ancho de banda
(diferencia entre la máxima y la mínima frecuencia a transmitir) y su potencia
media y de cresta.
La
utilización de señales digitales para transmitir información se puede realizar
de varios modos: el primero, en función del número de estados distintos que
pueda tener. Si son dos los estados posibles, se dice que son binarias, si son
tres, ternarias, si son cuatro, cuaternarias y así sucesivamente. Los modos se
representan por grupos de unos y de ceros, siendo, por tanto, lo que se
denomina el contenido lógico de información de la señal.
Clasificación de las señales.
Señales continuas o analógicas
Consiste
en ser una forma de onda continua que va a pasar a través de un medio de
comunicaciones, estas son utilizadas para comunicaciones de voz.
Ejemplo: Un usuario utilizando el micrófono de su teléfono
celular.
Un CD almacena la música
como una serie de números de 16 bits que corresponden a muestras de la forma de
onda analógica original se realiza una muestra por canal estereofónico cada
22.7 micro-segundos. Una grabación en CD a toda su capacidad (73 minutos) contiene
hasta seis mil millones de bits de información.
Señales
digitales o discretas
Una
señal digital es aquella que presenta una variación discontinua con el tiempo y
que sólo puede tomar ciertos valores discretos. Su forma característica es
ampliamente conocida, la señal básica es una onda cuadrada (pulsos) y las
representaciones se realizan en el dominio del tiempo.
Sus parámetros son:
- Altura de pulso (nivel eléctrico)
- Duración (ancho de pulso)
- Frecuencia de repetición (velocidad pulsos por segundo)
Una señal discreta en la naturaleza podría ser
el pulso cardíaco, el rebotar de una pelota al caer libremente, etc.
Gran parte de los
equipos electrónicos que utilizamos habitualmente y que son
la manifestación más extendida de la revolución tecnológica,
trabajan con señales digitales:
- La computadora.
- El CD-ROM y los equipos de música .
- El teléfono y otros equipos de comunicaciones.
Serie de Fourier
Una serie de Fourier es
una serie infinita que converge puntualmente a una función
periódica y continua a trozos (o por partes). Las series de
Fourier constituyen la herramienta matemática básica del análisis de Fourier
empleado para analizar funciones periódicas a través de la descomposición de
dicha función en una suma infinita de funciones sinusoidales mucho más simples
(como combinación de senos y cosenos con frecuencias enteras).
La serie
de Fourier descompone funciones o señales periódicas en la suma de funciones
oscilantes simples, como senos y cosenos. Fourier introdujo la serie con el fin
de solucionar la ecuación del calor en una placa de metal.
Transformada de Fourier
La transformada de Fourier, denominada así por Joseph
Fourier, es una transformación matemática empleada para transformar señales
entre el dominio del tiempo (o espacial) y el dominio de la frecuencia, que
tiene muchas aplicaciones en la física y la ingeniería. Es reversible, siendo
capaz de transformarse en cualquiera de los dominios al otro. El propio término
se refiere tanto a la operación de transformación como a la función que
produce.
En el caso de una función periódica en el tiempo (por
ejemplo, un sonido musical continuo, pero no necesariamente sinusoidal), la
transformada de Fourier se puede simplificar para el cálculo de un conjunto
discreto de amplitudes complejas, llamado coeficientes de las series de
Fourier. Ellos representan el espectro de frecuencia de la señal del
dominio-tiempo original.
La transformada de Fourier es una aplicación que hace
corresponder a una función F con otra G definida de la manera siguiente:
Espectro de potencia
Un proceso aleatorio es una colección de señales en tiempo
discreto, por tanto, no podemos calcular la transformada de Fourier del proceso
en sí mismo. Pero podemos obtener una representación del proceso en el dominio
de la frecuencia si expresamos la transformada de Fourier en términos de un
promedio del conjunto de realizaciones.
La secuencia de
autocorrelación de un proceso estacionario en sentido amplio (WSS) proporciona
una descripción en el dominio del tiempo del momento de segundo orden del
proceso. Como rx(k) es una secuencia determinista, podemos calcular la
transformada de Fourier en tiempo discreto.
Esta expresión determina el espectro de
potencia o densidad espectral de potencia del proceso. Conocido el espectro de
potencia, podemos obtener la secuencia de autocorrelación mediante la
transformada inversa:
Espectro de energía
Un
espectro de energía es la distribución de energía en un largo ensamblaje de
partículas. Es una representación estadística de la onda de energía como
función de la frecuencia de la onda de frecuencia, y un estimado empírico de la
función espectral. Para cualquier valor de energía, esta determina cuantas de
las partículas tienen cierta cantidad de energía.
Conclusiones
1.
Señales:
En
nuestra vida cotidiana usamos señales analógicas y digitales de diferente
manera.
Las
señales analógicas se pueden percibir en todos los lugares, por ejemplo, la naturaleza
posee un conjunto de estas señas como es la luz, la energía, el sonido,
sensores de nivel de humedad, presión. Las usamos mediante la comunicación por
líneas telefónicas, datos a través del internet, etc.
2.
Serie de Fourier
La
Serie de Fourier ha sido una aplicación que se ha usado en muchas ramas de la
ingeniería especialmente en la rama de eléctrica y electrónica, además de ser
una herramienta sumamente útil en la teoría matemática abstracta. Una serie de
Fourier nos sirve igualmente para poder representar cualquier señal que de
notable importancia en el posterior desarrollo del análisis matemático.
3.
Transformada de Fourier
La
transformada no escapa de la comprensión poniendo atención y empeño.
Básicamente la transformada de Fourier es un mapeo en el cual una función puede
verse desde dos perspectivas diferentes siendo, en el fondo, la misma cosa. Hay
ciertos detalles que son necesarios conocer para mejorar la interpretación de
la transformada de Fourier. Por ejemplo, el empleo de números complejos.
4.
Espectro de potencia
Las técnicas de modulación han
sido parte importante en el desarrollo de tecnologías que permitan la
comunicación y el acceso a la información como es las televisiones, la radio.
La densidad espectral puede ser
calculada mediante el método del periodo grama el cual permite suavizar el
espectro de una señal.
La densidad espectral de energía
de una señal representa su energía por unidad de frecuencia (Joules/Hertz) y
muestra las condiciones relativas de energía de los distintos componentes de
frecuencia.
Tercera evaluación, Revista digital
Resumen y conclusiones unidad IV
Se puede decir que las nuevas Tecnologías de la Información y de la Comunicación han evolucionado espectacularmente en los últimos años, debido especialmente a su capacidad de interconexión a través de la Red. Esta nueva fase de desarrollo va a tener gran impacto en la organización de la enseñanza y el proceso de aprendizaje. La acomodación del entorno educativo a este nuevo potencial y la adecuada utilización didáctica del mismo supone un reto sin precedentes. Se han de conocer los límites y los peligros que las nuevas tecnologías plantean a la educación y reflexionar sobre el nuevo modelo de sociedad que surge de esta tecnología y sus consecuencias.
Las nuevas tecnologías pueden emplearse en el sistema educativo de tres maneras distintas: como objeto de aprendizaje, como medio para aprender y como apoyo al aprendizaje.
En el estado actual de cosas es normal considerar las nuevas tecnologías como objeto de aprendizaje en si mismo. Permite que los alumnos se familiaricen con el ordenador y adquieran las competencias necesarias para hacer del mismo un instrumento útil a lo largo de los estudios, en el mundo del trabajo o en la formación continua cuando sean adultos.
Se consideran que las tecnologías son utilizadas como un medio de aprendizaje cuando es una herramienta al servicio de la formación a distancia, no presencial y del auto aprendizaje o son ejercicios de repetición, cursos en línea a través de Internet, de videoconferencia, CD-ROMS, programas de simulación o de ejercicios, etc. Este procedimiento se enmarca dentro de la enseñanza tradicional como complemento o enriquecimiento de los contenidos presentados.
Pero donde las nuevas tecnologías encuentran su verdadero sitio en la enseñanza es como apoyo al aprendizaje. Las tecnologías así entendidas se hayan pedagógicamente integradas en el proceso de aprendizaje, tienen su sitio en el aula, responden a unas necesidades de formación más proactivas y son empleadas de forma cotidiana. La integración pedagógica de las tecnologías difiere de la formación en las tecnologías y se enmarca en una perspectiva de formación continua y de evolución personal y profesional como un “saber aprender”.
Tres nuevas tendencias tecnológicas
Wifi 6: Ultra rápida
Las redes inalámbricas son cada vez más comunes y suelen ser uno de los métodos favoritos de muchos usuarios para acceder a Internet desde dispositivos móviles, desde ordenadores o desde cualquier otro dispositivo conectado como electrodomésticos, televisores o altavoces inteligentes.
Wi-Fi 6 es un estándar de transmisión inalámbrica que corresponde a Wi-Fi 802.11ax. No se trata de una nueva forma de conectarse a Internet sino de una actualización de lo que ya había. Concretamente, la sexta generación Wi-Fi. Una actualización con mejoras, más eficiente, más rápido y con menor gasto energético pero que destaca, sobre todo, por una mejor gestión en múltiples dispositivos.
Inteligencia artificial
Una tecnología muy importante en la actualidad ya que la mayoría de la maquinaria esta empezando a utilizar inteligencia artificial para automatizar procesos que los humanos no podrían cumplir tan eficientemente como la inteligencia artificial, y gracias a los avances tecnológicos mas tipos de tareas complicadas están siendo remplazadas por esta tecnología evitando trabajo pesado para la humanidad.
Tecnología 5G móvil
Otra tecnología muy importante ya que las redes móviles son algo muy común en la actualidad y se requiere de mejores conexiones para la calidad de los teléfonos que están saliendo ya que poseen mas funciones que una simple llamada que no requiere de tanta potencia, la calidad de conexión es importante para recibir y enviar mensajes mas claros
