Ruido
¿Qué es el Ruido?
▪ Se define al ruido eléctrico como cualquier energía eléctrica
indeseable que queda entre la banda de paso de la señal. Por
ejemplo, en la grabación de audio se consideran como ruido todas las
señales eléctricas no deseadas que están dentro de la banda de
frecuencias de audio, de 0 a 15 kHz, que interfieren con la música.
▪ Se puede clasificar al ruido en dos categorías: correlacionado y no
correlacionado. La correlación implica una relación entre la señal y el
ruido.
▪ Por consiguiente, el ruido correlacionado sólo existe cuando hay una
señal. Por otra parte, el ruido no correlacionado está presente
siempre, haya o no una señal.
Ruido Correlacionado
El ruido no correlacionado está presente independientemente de si haya una señal o
no. Se puede seguir subdividiendo en dos categorías generales: externo e interno.
▪ Ruido externo. El ruido externo es el que se genera fuera del dispositivo o
circuito. Hay tres causas principales del ruido externo: atmosféricas, extraterrestres
y generadas por el hombre.
– Ruido atmosférico. El ruido atmosférico se origina en perturbaciones eléctricas naturales que
se generan dentro de la atmósfera terrestre. Al ruido atmosférico se le suele llamar
electricidad estática, parecido al de las frituras, que se oye con frecuencia en una bocina
cuando no tiene señal. La fuente de la mayor parte de la electricidad estática se encuentra en
las condiciones eléctricas naturales, como por ejemplo los rayos. A veces, la electricidad
estática está en forma de pulsos que dispersan energía dentro de una amplia gama de
frecuencias. Sin embargo, la magnitud de esta energía es inversamente proporcional a su
frecuencia. Por consiguiente, el ruido atmosférico es relativamente insignificante a frecuencias
mayores de más o menos 30 MHz.
– Ruido extraterrestre. El ruido extraterrestre consiste en señales eléctricas que se originan
fuera de la atmósfera de la Tierra y, en consecuencia, a veces se le llama ruido de espacio
profundo. El ruido extraterrestre se origina en la Vía Láctea, en otras galaxias y en el Sol.
También se subdivide en dos categorías: solar y cósmico.
Ruido Correlacionado
▪ El ruido solar lo genera en forma directa el calor solar. Hay dos partes de este ruido: la producida por una
condición de calma, cuando existe una intensidad relativamente constante de radiación, y de gran
intensidad, ocasionado por perturbaciones esporádicas debidas a manchas solares y a protuberancias
solares. La magnitud del ruido esporádico causado por la actividad de manchas solares tiene una variación
cíclica que se repite cada 11 años.
▪ Las fuentes de ruido cósmico están distribuidas continuamente en las galaxias. Como las fuentes del ruido
galáctico son mucho más lejanas que nuestro Sol, su intensidad de ruido es relativamente pequeña. Al
ruido cósmico se le llama con frecuencia ruido de cuerpo negro, y se distribuye con bastante uniformidad
por el cielo.
▪ Ruido causado por el hombre. Las fuentes principales de este ruido son los mecanismos que producen
chispas, como por ejemplo los conmutadores de los motores eléctricos, los sistemas de encendido
automotriz, el equipo generador y conmutador de energía eléctrica y las lámparas fluorescentes. El ruido
producido por el hombre tiene naturaleza de pulsos, y contiene una amplia gama de frecuencias, que se
propagan por el espacio del mismo modo que las ondas de radio. Este ruido es más intenso en las
metrópolis más densamente pobladas, y en las áreas industriales, por lo que a veces se le llama ruido
industrial.
Serie y Transformada de Fourier
Tiempo Continuo
Serie y Transformada de Fourier
Tiempo Discreto
Serie de Fourier a Tiempo Continuo
Serie de Fourier a Tiempo Discreto
Transformada de Fourier a Tiempo
Discreto
Duración en el tiempo – Ancho de banda
en frecuencia
▪ El ancho de banda de la señal provee una medida de la extensión de
los contenidos espectrales significativos de la señal para frecuencias
positivas.
Características de la Transformada de
Fourier
▪ La Transformada de Fourier es una herramienta útil para separar los
componentes de una señal y eliminar ruido. También es útil para
caracterizar la señal en términos de su contenido de frecuencia.
Aplicaciones de la Transformada de
Fourier
▪ La Transformada de Fourier se utiliza en una variedad de
aplicaciones, como la eliminación de ruido, la detección de pulsos, el
procesamiento de imágenes, la compresión de datos y la detección
de características.
Ventajas de la Transformada de Fourier
▪ Texto: La Transformada de Fourier ofrece muchas ventajas, como
una representación de señal compacta, un alto grado de precisión y
una representación de señal estándar. Esto hace que sea una
herramienta útil para muchas aplicaciones.
Desventajas de la Transformada de
Fourier
▪ Algunas desventajas de la Transformada de Fourier incluyen la
necesidad de un gran número de muestras para una representación
de alta calidad y el hecho de que las señales discontinuas no se
pueden analizar.
Teorema de Parseval
▪ El Teorema de Parseval es una propiedad de la Transformada de
Fourier que afirma que la energía de una señal en el dominio del
tiempo es igual a la energía de la misma señal en el dominio de la
frecuencia.
Transformada de Fourier Inversa
▪ La Transformada de Fourier Inversa es una versión inversa de la
Transformada de Fourier. Esta transformada se utiliza para recuperar
una señal a partir de su espectro de frecuencia.
Gráficos de la Transformada de Fourier
▪ Existen varias herramientas en línea que pueden usarse para calcular
la Transformada de Fourier de una señal. Estas herramientas
permiten a los usuarios ingresar una señal y obtener su Transformada
de Fourier.
Ejemplos de Transformada de Fourier
▪ La Transformada de Fourier se utiliza para analizar una variedad de
señales, como señales de audio, señales de video y señales de
lenguaje natural. Esta herramienta se utiliza para identificar patrones
en estas señales y para eliminar ruido.
Conclusión
▪ La Transformada de Fourier es una herramienta útil para analizar y
manipular señales. Esta herramienta se utiliza para separar los
componentes de la señal y eliminar ruido. También se utiliza para
caracterizar la señal en términos de su contenido de frecuencia.
Referencias
▪ Smith, J. (2013). Señales y Sistemas. Pearson Education.
▪ Oppenheim, A. V., & Willsky, A. S. (1996). Señales y Sistemas.
Prentice Hall.
▪ Bishop, C. M. (2002). Transformada de Fourier. Cambridge University
Press.
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