1. Las señales digitales

Hasta ahora se han estudiado las señales analógicas, que son señales de tensión o de corriente que pueden tomar cualquier valor dentro de un rango.

Este es el aspecto que puede tener una señal analógica:

Ejemplo de señal analógica.

Las señales digitales, por otro lado, son señales que solo toman valores discretos, por ejemplo 0 voltios y 5 voltios. Todos los demás valores de tensión son ignorados como no válidos.

Este es el aspecto que puede tener una señal digital con algo de ruido añadido:

Ejemplo de señal digital con ruido añadido.

Las señales digitales se pueden convertir a valores binarios y manejar esos números binarios matemáticamente gracias a los circuitos digitales. Esto proporciona muchas ventajas a las señales digitales.

Ventajas de la señal digital

1. Inmunidad al ruido.

   El ruido de pequeño valor no produce errores en la información de la señal.

2. Duplicación sin pérdidas.

   Las señales digitales se pueden duplicar sin perder calidad, porque el ruido que se introduce en el sistema digital puede ser eliminado.

3. Detección y corrección de errores.

   Se puede calcular si una señal digital se ha degradado por el ruido (detección de errores) y se pueden corregir los errores que se hayan producido mediante técnicas matemáticas.

4. Facilidad de procesamiento de la señal.

   La señal digital se puede procesar fácilmente con software adecuado, que es capaz de lograr más efectos que el procesamiento analógico. Un ejemplo de este procesado digital es el conocido Auto-Tune.

Cuantificación digital

La cuantificación digital es el proceso mediante el cual una señal se convierte en valores binarios.

Definición de valores lógicos en una señal con ruido.

Simulación

A continuación puede verse la simulación de una señal de datos digital con tensiones entre 0 y 5 voltios, que se deteriora al añadir ruido en la transmisión y que por último se vuelve a recuperar eliminando el ruido con un simple comparador con histéresis (Trigger Schmitt).

Ejercicios

1. Dibuja una señal analógica y una señal digital.

   ¿En qué se diferencian?

2. ¿Qué ventajas presentan las señales digitales?

3. ¿Qué es la cuantificación digital?

4. Explica con tus palabras qué ocurre en el circuito simulado.

5. Modifica en el simulador la señal de FM para que tenga 3 voltios de tensión máxima. ¿Qué le ocurre a la señal digital recuperada?

   Dibuja la forma de la señal digital recuperada y señala en el gráfico el problema.