Espectro de frecuencia

Espectro de frecuencia

                         

El espectro de frecuencia de un fenómeno ondulatorio (sonoro, luminoso o electromagnético), superposición de ondas de varias frecuencias, es una medida de la distribución de amplitudes de cada frecuencia. También se llama espectro de frecuencia al gráfico de intensidad frente a frecuencia de una onda particular.

  

El espectro de frecuencias o descomposición espectral de frecuencias puede aplicarse a cualquier concepto asociado con frecuencia o movimientos ondulatorios, sonoro y electromagnético = Una fuente de luz puede tener muchos colores mezclados en diferentes cantidades (intensidades).

Un prisma transparente, deflecta cada fotón según su frecuencia en un ángulo ligeramente diferente. Eso nos permite ver cada componente de la luz inicial por separado. Un gráfico de la intensidad de cada color deflactado por un prisma que muestre la cantidad de cada color es el espectro de frecuencia de la luz o espectro luminoso. Cuando todas las frecuencias visibles están presentes por igual, el efecto es el "color" blanco, y el espectro de frecuencias es uniforme, lo que se representa por una línea plana. De hecho cualquier espectro de frecuencia que consista en una línea plana se llama blanco de ahí que hablemos no solo de "color blanco" sino también de "ruido blanco".

ONDAS MATERIALES:

Se propagan por vibraciones de la materia (sólida, líquida o gaseosa). Incluyen:

• Ondas infrasonoras (debajo de los 8Hz) 
• Ondas sonoras (entre 8 y 30,000Hz). Por ejemplo voz humana (hasta 4,000Hz), audio (de 20Hz hasta 20,000Hz).
• Ondas ultrasonoras (arriba de los 30,000Hz). 

ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS: 

Son debidas a la vibración de un campo electromagnético, fuera de todo soporte material. Incluyen:

• Ondas radioeléctricas (o herzianas), que son generadas por una corriente oscilatoria, y que pueden ser miriamétricas o kilométricas (VLF/LF, very low frequency / low frequency, entre 0 y 315KHz), hectométricas (MF, medium frequency, entre 315KHz y 3230KHz), decamétricas (HF, high frequency, entre 3230KHz y 27,500KHz), métricas (VHF, very high frequency, entre 27,500KHz y 322MHz), decimétricas (UHF, ultra high frequency, entre 322MHz y 3300MHz), centimétricas (SHF, entre 3300MHz y 31.8GHz) o milimétricas (WHD, entre 31.8GHz y 400GHz). 

• Ondas luminosas (luz), originadas de un cuerpo luminoso que transmite su luz, y que pueden ser infrarrojo (longitud de onda entre 0.8 y 300 micras), visible (longitud de onda entre 0.4 y 0.8 micras, y que incluye los colores rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul, turquesa y violeta), o ultravioleta (longitud de onda entre 0.02 y 0.4 micras). 

• Rayos X (longitud de onda hasta 0.001 micras), generados por cuerpos radioactivos. 

• Rayos gamma (longitud de onda entre 0.005 a 0.25 Angstroms), generados por cuerpos radioactivos. 

• Para efectos de telecomunicaciones son importantes las ondas radioeléctricas (comunicación inalámbrica) y las ondas luminosas (comunicación vía fibras ópticas). 

CONVERSIÓN DE LONGITUD DE ONDA A FRECUENCIA, Y VICEVERSA: 

Para cambiar de frecuencia (f) a longitud de onda (l), y viceversa, se utilizan las fórmulas (1) y (2), que son en realidad la misma fórmula pero despejando en un caso l y en el otro f: 

f = 1/T 

Vp = Velocidad de propagación (luz = 300,000 kms/seg, sonido = 240 m/seg) 

l = Vp T 

l = Vp/f 

(2) f = Vp/l 

w= velocidad angular = 2(pi) [rad/seg]

f = frecuencia [Hz = ciclos/seg] 

T = período  = 1/f [seg/ciclo, o simplemente seg] 

Cuando se hacen las conversiones, es importante recordar los siguientes términos del sistema de medición: 

1 mm (milímetro) = 10-3 m 

1 m (micra, micrómetro) = 10-6 m 

1 nm (nanómetro) = 10-9 m 

1 A (angströms) = 10-10 m 

1 pm (picómetro) = 10-12 m 

1 KHz (kilohertz) = 103 Hz 

1 MHz (megahertz) = 106 Hz 

1 GHz (gigahertz) = 109 Hz 

1 THz (terahertz) = 1012 Hz 

1 PHz (petahertz) = 1015 Hz 

1 Ehz (exahertz) = 1018 Hz 

Básicamente se emplean tres tipos de ondas del espectro electromagnético para comunicaciones:

• Microondas: 2GHz a 40GHz. Muy direccionales. Pueden ser terrestres o por satélite. 

• Ondas de radio: 30MHz a 1GHz: Ominidireccionales 

• Infrarrojos: 3x1011 a 200THz 

La zona del espectro de las microondas está dividido de la siguiente manera: 

• Digitales: calculadoras que trabajan con dígitos.

• Analógico: aparatos que manejan magnitudes positivas discretas análogas a los datos. 

En las computadoras digitales, sólo existe una correspondencia arbitraria entre la información y su expresión digital, estos números son nombres codificados arbitrariamente asignados. En las computadoras analógicas los datos adoptan la formas de cantidades discretas y, siempre positivas; por ejemplo: la intensidad de a corriente eléctrica.


En la comunicación humana es posible referirse a los objetos de dos maneras totalmente distintas: se los puede representar por un símil como un dibujo (mediante una semejanza autoexplicativa) o mediante un nombre (palabra) y, son equivalentes a los conceptos de la computadoras puesto que resulta obvio que la relación entre el nombre y la cosa nombrada está arbitrariamente establecida.

Comunicación análoga: =Relación
La comunicación analógica tiene sus raíces en los periodos mas arcaicos de la evolución y coincidiría con la comunicación no verbal, los movimientos corporales (kinesia), la postura, los gestos, la expresión facial, el ritmo, la cadencia de las palabras y los indicadores comunicacionales que aparecen en el contexto de forma mas abstracta.

Todo lo que sea comunicación no-verbal (postura, gestos, expresión facial, la inflexión de la voz, la secuencia y el ritmo, y, la cadencia de palabras).

El hombre es el único organismo que utilizó tanto la comunicación análoga como digital.

Comunicación digital: el habla, el lenguaje.

Los logros de la civilización resultarían indispensables sin el desarrollo del lenguaje digital por su importancia en lo que se refiere a compartir información acerca de los objetos

Toda comunicación tiene un aspecto de contenido y un aspecto relacional, ambos modos no sólo existe lado a lado, sino que se complementan entre sí en cada mensaje.

El aspecto relativo al contenido se trasmite en forma digital, mientras que el relativo a la relación es de naturaleza analógica.

Comunicación Símplex

La transmisión simplex (sx) o unidireccional es aquella que ocurre en una dirección solamente, deshabilitando al receptor de responder al transmisor. Normalmente la transmisión simplex no se utiliza donde se requiere interacción humano-máquina. Ejemplos de transmisión simplex son: La radiodifusión (broadcast) de TV y radio, el pagina unidireccional, etc.


Una comunicación, es símplex si están perfectamente definidas las funciones del emisor y del receptor y la transmisión de los datos siempre se efectúa en una dirección y la transmisión de los datos siempre se realiza en una dirección. 

     

     Comunicación Half Duplex 

La transmisión half-duplex (hdx) permite transmitir en ambas direcciones; sin embargo, la transmisión puede ocurrir solamente en una dirección a la vez. Tanto transmisor y receptor comparten una sola frecuencia. Un ejemplo típico de half-duplex es el radio de banda civil (CB) donde el operador puede transmitir o recibir, no pero puede realizar ambas funciones simultáneamente por el mismo canal. Cuando el operador ha completado la transmisión, la otra parte debe ser avisada que puede empezar a transmitir (e.g. diciendo "cambio").

Comunicación Full Duplex 

La transmisión full-duplex (fdx) permite transmitir en ambas dirección, pero simultáneamente por el mismo canal. Existen dos frecuencias una para transmitir y otra para recibir. Ejemplos de este tipo abundan en el terreno de las telecomunicaciones, el caso más típico es la telefonía, donde el transmisor y el receptor se comunican simultáneamente utilizando el mismo canal, pero usando dos frecuencias.

MUSEO DEL TELÉGRAFO

ANTECEDENTES

Este museo originalmente era el Palacio de Comunicaciones, el cual fue construido entre el año 1904 y 1911, es la obra más importante del arquitecto italiano Silvio Conttri, quien dio con su talento, forma a un paradigma de Palacio republicano, moderno en su estructura y función, y que a la vez se servía de las viejas tradiciones arquitectónicas, decorativas y de su carga simbólica.

Desde su inauguración en 1912, el Palacio fue sede de la Secretaría de Comunicaciones y Obras Públicas hasta 1955 año en que se terminó la construcción del nuevo centro de la SCOP en la colonia Narvarte. En el Palacio permanecieron sólo la Administración Central de Telégrafos y por cerca de veinte años, las zonas desocupadas del inmueble quedaron casi en el abandono, hasta que en 1973 se instaló en ellas el Archivo General de la Nación.

En 1981 el archivo se traslado a la antigua Penitenciaria de Lecumberri y por decreto del presidente José López Portillo, el edificio fue destinado al Instituto Nacional de Bellas Artes para crear el Museo Nacional de Arte.

cable submarino

En el 2005 el MUNAL permite la creación en un ala del Palacio, la instalación permanente de una muestra con la historia de la Telegrafía en México abriendo sus puertas el 22 de Noviembre del 2006 mismo, cuya entrada es gratuita, teniendo una afluencia aproximada de 500 visitantes diariamente.

PRECURSORES DE LAS COMUNICACIONES

NIKOLA TESLA

Probablemente el “robo” más flagrante que nunca le hicieron a Tesla. En colegios, en las tarjetas de Trivial o simplemente en la cultura general la respuesta a quién fue el inventor de la radio es siempre la misma: Guglielmo Marconi. Fue Tesla sin embargo el principal padre del invento y Marconi el que, simplemente, jugó mejor sus cartas. Entre ellas utilizar 17 de las patentes de Tesla. Marconi manejó mejor a la prensa, se alió con Edison y en 1901 consiguió transmitir la letra S en código Morse a través del Atlántico. Años más tarde, en 1909, un Nikola Tesla deprimido tuvo que ver cómo Marconi ganaba el Nobel gracias a su descubrimiento. La denuncia no se resolvió hasta varias décadas después y justo en medio de la Segunda Guerra Mundial, en 1943, cuando Tesla y Marconi ya habían muerto.

Guglielmo Marconi

(Bolonia, 1874 - Roma, 1937) Físico e inventor italiano a quien se atribuye el invento de la radio o telegrafía sin hilos. Hijo de padre italiano y madre irlandesa, cursó estudios en Liorna y más tarde en las Universidades de Bolonia y Florencia, donde se aficionó a los experimentos con las ondas hertzianas. Hacia 1894 comenzó a investigar la transmisión y recepción de ondas electromagnéticas en casa de su padre en Bolonia, incrementando paulatinamente la distancia entre transmisor y receptor desde los 30 cm hasta los centenares de metros.

Alexander Graham Bell

(Edimburgo, Reino Unido, 1847-Beinn Bhreagh, Canadá, 1922) Científico y logopeda estadounidense de orígen escocés, inventor del teléfono. Nacido en el seno de una familia dedicada a la locución y corrección de la pronunciación, Bell fue educado junto a sus hermanos en la tradición profesional familiar. Estudió en la Royal High School de Edimburgo, y asistió a algunas clases en la Universidad de Edimburgo y el University College londinense, pero su formación fue básicamente autodidacta.

Thomas Alva Edison

Thomas Alva Edison, el menor de cuatro hermanos, nació el 11 de febrero de 1847, en Milan, una pequeña población de Ohio en la que se había establecido su padre, Samuel Edison, seis años antes. Su padre tuvo que abandonar precipitadamente Canadá a consecuencia de una rebelión contra los ingleses en la que tomó parte y que terminó en fracaso. Marginada por el ferrocarril, la actividad en Milan fue disminuyendo poco a poco, y la crisis afectó a la familia Edison, que tuvo que emigrar de nuevo a un lugar más próspero cuando su hijo Thomas ya había cumplido la edad de siete años.

El nuevo lugar de residencia fue Port Huron, en Michigan, donde el futuro inventor asistió por primera vez a la escuela. Fue ésa una experiencia muy breve: duró sólo tres meses, al cabo de los cuales fue expulsado de las aulas, alegando su maestro la falta absoluta de interés y una torpeza más que manifiesta, comportamientos éstos a los que no era ajena una sordera parcial que contrajo como secuela de un ataque de escarlatina. Su madre, Nancy Elliot, que había ejercido como maestra antes de casarse, asumió en lo sucesivo la educación del joven benjamín de la familia, tarea que desempeñó con no poco talento, ya que consiguió inspirar en él aquella curiosidad sin límites que sería la característica más destacable de su carrera a lo largo de toda su vida.

Samuel F. B. Morse

Artista estadounidense que inventó el primer sistema eficaz de telégrafo electromagnético (Charlestown, Massachusetts, 1791 - Nueva York, 1872). Era hijo del clérigo protestante Jedidiah Morse, que fue uno de los geógrafos más importantes de América en los años posteriores a la independencia. Se graduó en la Universidad de Yale en 1810 y se orientó hacia la pintura, estableciendo su estudio en Nueva York; su cuadro más conocido es un retrato de La Fayette que pintó en 1825.


Como profesor de Bellas Artes en la Universidad de Nueva York entró en contacto con expertos en electromagnetismo, que le pusieron al corriente del estado de la técnica. En 1837 consiguió un socio que le aportó ayuda técnica y financiera para desarrollar un sistema de telégrafo con el que transmitir mensajes en un código de puntos y rayas de su invención (el alfabeto Morse). En 1843 consiguió la patente y el Congreso norteamericano aprobó la construcción de una línea experimental entre Washington y Baltimore.

Martin Cooper

Puede no ser un nombre famoso, pero su invento es conocido por más de la mitad de la población mundial que cuenta con un teléfono celular.
El concepto de un teléfono de mano estaba en su cerebro cuando era niño y, con la ayuda de un equipo de Motorola, el primer auricular de telefonía móvil nació en 1973. Pesaba más de dos kilos.
Cuando, parado en una calle de Nueva York, realizó su primera llamada telefónica desde un prototipo de celular, no podría haber sido capaz de concebir el éxito que alcanzaría su invento.
Hoy en día la industria de telecomunicaciones móviles se ha extendido a lo largo de todo el globo, desarrollando una gran colección de tecnologías para celulares.


Hoy en día disfrutamos de la telefonía celular. Hay un número indeterminado de aparatos telefónicos que se venden día a día en el mundo. Hay dispositivos con más o menos prestaciones, pero al final de cuentas todos ellos tienen una función primaria: comunicarse telefónicamente con otra persona. El inventor del teléfono celular fue Martin Cooper, quien creó el Motorola DynaTAC 8000X, el primer teléfono inalábrico portátil, el cual resulta -para los estándares actuales- gigantesca mente estorboso, pero que en su momento (~1973), fue una maravilla moderna.