Ruido en sistemas electrónicos y tipos de ruido
En el fascinante mundo de la electrónica, el ruido es un fenómeno que puede cambiar el rumbo de nuestras tecnologías. Desde los dispositivos más simples hasta los sistemas de comunicación más complejos, el ruido se presenta como un enemigo invisible que puede afectar drásticamente la calidad de las señales. Pero, ¿qué es exactamente el ruido en los sistemas electrónicos? ¿Cuáles son sus diferentes tipos y cómo impactan nuestro día a día? En este artículo, desglosaremos los distintos tipos de ruido, sus causas y sus efectos, descubriendo cómo este elemento, a menudo subestimado, forma parte integral de la ingeniería electrónica. Prepárate para explorar un universo donde la claridad y la distorsión coexisten, y aprende a identificar y mitigar el ruido para construir sistemas más eficientes y fiables. ¡Comencemos!
En el fascinante y complejo mundo de los sistemas electrónicos, el ruido es un término que no podemos pasar por alto. El ruido puede ser el enemigo número uno de un sistema electrónico, provocando interferencias y alteraciones indeseables en nuestra comunicación y transmisión de datos. En este artículo, exploraremos en detalle qué es el ruido en sistemas electrónicos y los diferentes tipos de ruido a los que nos enfrentamos. ¡Prepárate para sumergirte en el intrigante mundo del ruido electrónico!
Discutiremos el ruido en los sistemas electrónicos y sus tipos en este artículo. El ruido es una señal indeseable. Interfiere con la señal original y la distorsiona. Por lo tanto, el ruido puede superponerse a la señal original en la etapa del transmisor, en el medio de transmisión o en el extremo del receptor.
Afecta negativamente al rendimiento del sistema de comunicación. No es posible eliminar el ruido por completo. Sin embargo, podemos reducirlo hasta ciertas medidas tomando las medidas adecuadas.
>De la forma de onda anterior, podemos concluir lo siguiente para el ruido en el sistema electrónico.
- Sin magnitud de voltaje constante
- Sin frecuencia constante
- Comportamiento aleatorio e impredecible
Ahora discutiremos los tipos de ruido en los sistemas electrónicos.
Tipos de ruido en el sistema electrónicos
Hay diferentes tipos de ruido.
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- Disparo
- Ruido de parpadeo
- Ruido térmico
- Ruido del tiempo de tránsito
- Ruido Atmosférico
- Diafonía
- Ruido artificial/industrial
- Ruido Impulsivo
- Ruido de baja frecuencia
- Ruido Intermitente
- Ruido Continuo
Disparo
La discontinuidad del flujo de huecos y electrones en los dispositivos semiconductores crea ruido de disparo. Es un tipo de ruido interno. El alcance de electrones y huecos de manera aleatoria es la razón principal de este ruido.
>Si llegan los electrones y la liberación se produce a una velocidad fija, no se creará el ruido puntual. La llegada/liberación aleatoria crea discontinuidad y, además, crea ruido puntual en el sistema.
El ruido de disparo depende de la corriente que fluye. Sin embargo, no depende de la temperatura de funcionamiento del sistema.
Ruido de parpadeo en sistemas electrónicos
El ruido de parpadeo ocurre en casi todos los dispositivos electrónicos. El ruido de parpadeo es;
- Proporcional a la corriente del emisor y la temperatura de la unión
- inversamente proporcional a la frecuencia
El ruido de parpadeo es inversamente proporcional a la frecuencia, por lo que también se denomina ruido 1/f.
Fuente>El ruido de parpadeo es más predominante en la frecuencia más baja (normalmente menos de 500 Hz). Por lo tanto, a la frecuencia más alta, el ruido de parpadeo o ruido 1/f está casi ausente.
Ruido térmico
El ruido térmico es también un tipo de ruido interno. La agitación térmica de los electrones dentro de un conductor eléctrico en equilibrio genera ruido electrónico. En otras palabras, el ruido térmico se genera cuando la corriente pasa a través de la resistencia.
>Un transistor tiene una base, un emisor y un colector. La resistencia de la base, emisor y colector no puede ser cero, tiene un valor finito. El ruido térmico se genera en el transistor debido a su resistencia de base, emisor y colector.
Ruido de tiempo de tránsito en sistemas electrónicos
El ruido de tránsito es un tipo de ruido interno. La frecuencia más alta aumenta la conductancia y, además, aumenta la densidad espectral de la señal. Así, el tiempo que tarda el portador de carga (electrones o huecos) es el tiempo de tránsito.
>El tiempo de tránsito del portador de carga disminuye con el aumento de la frecuencia. Sin embargo, el portador de carga requiere un tiempo definido para pasar de la entrada a la salida. Si el tiempo de tránsito del portador de carga es menor, se crea un ruido de tiempo de tránsito.
Por lo tanto, la generación de ruido de tiempo de tránsito ocurre a alta frecuencia. Este ruido es despreciable a baja frecuencia.
Ruido Atmosférico en Sistema electronico
Ruido atmosférico es un tipo externo de ruido causado por procesos atmosféricos naturales. Los siguientes son procesos atmosféricos naturales.
- Caída de rayos externos en tormentas eléctricas
- Perturbación eléctrica: fallas a tierra, fallas de cortocircuito
>
Imagen de cortesía – Wikipedia
El ruido atmosférico tiene un amplio espectro de frecuencias. Los rayos generan un voltaje en el conductor. Este voltaje generado tiene amplios espectros de frecuencia y, además, se superpone a la señal original. Así, la mezcla de la señal de ruido con la señal original provoca distorsión.
Diafonía
Este es un tipo de ruido externo. Cuando dos o más señales fluyen en el mismo canal, ambas señales interfieren entre sí. Esta interferencia de las señales genera ruido, y este ruido se denomina diafonía.
>La capacitancia parásita y la inductancia mutua entre las dos líneas son las principales razones de la diafonía.
En otras palabras, la diafonía es el fenómeno en el que dos señales interfieren entre sí debido al acoplamiento capacitivo, inductivo o conductivo.
Ruido artificial/industrial
Este es un tipo de ruido externo. La fuente de ruido son las líneas eléctricas, los sistemas de encendido, los motores eléctricos y los interruptores. El funcionamiento de estos equipos/máquinas genera descargas eléctricas durante su funcionamiento.
El ruido es predominante en áreas industriales y densamente pobladas. El rango de frecuencia del ruido está en el rango de 1 MHz a 600 MHz.
Ruido Impulsivo
El ruido impulsivo son pulsos de encendido/apagado de corta duración. La razón de los pulsos de encendido/apagado de corta duración son;
- Operación de conmutación
- degradación de la superficie de las grabaciones de audio
- clics de teclados de computadora
Los ruidos de impulso son pulsos de corta duración, pero pueden causar daños permanentes. Los picos de voltaje en el equipo cambian el voltaje en pares adyacentes en un cable de cobre y generan ruido impulsivo durante la operación de conmutación.
Ruido de baja frecuencia
El ruido de baja frecuencia, que va desde alrededor de 10 Hz a 200 Hz, ha sido reconocido como un problema de ruido ambiental especial.
Utilizamos el sonómetro y un dosímetro para medir el ruido impulsivo.
Ruido Intermitente
El ruido intermitente es un ruido variable, es una mezcla de períodos algo ruidosos y tranquilos. Los ejemplos son;
- Un tren pasando
- una lavadora en su ciclo de ‘lavado’
- equipo de fábrica que funciona en ciclos
- avion volando sobre tu casa
- la mayoría de los ruidos de fabricación
Ruido Continuo
El ruido continuo se produce continuamente, por ejemplo, un motor eléctrico que sigue funcionando sin interrupción. Las fuentes de este ruido son los equipos de fábrica, el ruido del motor o los sistemas de calefacción y ventilación.
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Ruido en Sistemas Electrónicos y Tipos de Ruido
En el fascinante mundo de la electrónica, el ruido es un fenómeno que puede cambiar el rumbo de nuestras tecnologías. Desde los dispositivos más simples hasta los sistemas de comunicación más complejos, el ruido se presenta como un enemigo invisible que puede afectar drásticamente la calidad de las señales. Pero, ¿qué es exactamente el ruido en los sistemas electrónicos? ¿Cuáles son sus diferentes tipos y cómo impactan nuestro día a día? En este artículo, desglosaremos los distintos tipos de ruido, sus causas y sus efectos, descubriendo cómo este elemento, a menudo subestimado, forma parte integral de la ingeniería electrónica.
¿Qué es el Ruido en Sistemas Electrónicos?
El ruido en sistemas electrónicos se refiere a cualquier señal que interfiere con la señal original, distorsionándola y afectando su claridad. Puede superponerse a la señal en diversas etapas, ya sea en el transmisor, durante la transmisión o en el receptor final. Este fenómeno puede tener múltiples fuentes y tipos, cada uno con sus propias características y soluciones. Lamentablemente, es imposible eliminar el ruido por completo, pero con las medidas adecuadas, es posible reducirlo significativamente.
Tipos de Ruido en Sistemas Electrónicos
A continuación, exploramos los diferentes tipos de ruido que pueden afectar nuestros sistemas electrónicos:
- Ruido de Disparo: Provocado por la discontinuidad del flujo de huecos y electrones en dispositivos semiconductores. Este tipo de ruido es interno, dependiente de la corriente, pero no de la temperatura.
- Ruido de Parpadeo: Común en casi todos los dispositivos electrónicos, es proporcional a la corriente del emisor y la temperatura de la unión, e inversamente proporcional a la frecuencia (también llamado ruido 1/f).
- Ruido Térmico: Generado por la agitación térmica de los electrones dentro de un conductor. Este ruido se produce cuando hay una resistencia que ofrece resistencia al flujo de corriente.
- Ruido de Tiempo de Tránsito: Ocurre por el tiempo que toma a los portadores de carga (electronicos o huecos) moverse a través de un circuito, especialmente a altas frecuencias.
- Ruido Atmosférico: Un tipo externo causado por fenómenos naturales como rayos o perturbaciones eléctricas en el ambiente. Tiene un espectro de frecuencia amplio que impacta la señal original.
- Diafonía: Interferencia que se produce cuando múltiples señales coexisten en el mismo canal, llevando a distorsiones debido a acoplamientos inductivos o capacitivos.
- Ruido Artificial/Industrial: Proviene de fuentes humanas como motores eléctricos, sistemas de encendido y otras máquinas industriales.
- Ruido Impulsivo: Consiste en picos repentinos de señal que pueden ocasionar fallos momentáneos en la transmisión de datos.
- Ruido de Baja Frecuencia: Generalmente asociado a sistemas de gran escala, donde el ruido fluctúa de manera baja y continua.
- Ruido Intermitente: Éste aparece de manera esporádica, lo cual puede dificultar su diagnóstico.
- Ruido Continuo: Un ruido que está siempre presente y que puede ser difícil de tratar.
Cómo Mitigar el Ruido en Sistemas Electrónicos
Las estrategias para reducir el ruido incluyen:
- Instalación de blindaje en el cableado.
- Implementación de una toma a tierra adecuada.
- Uso de filtros o supresores eléctricos.
Preguntas Frecuentes (FAQs)
¿Qué provoca el ruido en los sistemas electrónicos?
El ruido en los sistemas electrónicos puede ser provocado por diversas fuentes, tanto internas como externas, incluyendo variaciones en la temperatura, interferencias electromagnéticas, y el funcionamiento de otros dispositivos electrónicos cercanos. También se puede ver afectado por condiciones ambientales, como tormentas eléctricas.
¿Es posible eliminar completamente el ruido en los sistemas electrónicos?
No es posible eliminar completamente el ruido en un sistema electrónico. Sin embargo, se pueden implementar diversas técnicas para reducirlo significativamente, mejorando así la calidad de las señales y el rendimiento general del sistema.
¿Cuáles son las consecuencias del ruido en sistemas de comunicación?
Las consecuencias del ruido en sistemas de comunicación incluyen la pérdida de información, distorsiones en la señal, y en algunos casos, el fallo total de la comunicación. Esto puede resultar en errores en la transmisión de datos, lo que afecta la confiabilidad del sistema.
Conclusión
El ruido en sistemas electrónicos es un aspecto crítico que puede afectarlos de manera significativa. Comprender sus distintos tipos y fuentes es fundamental para implementar soluciones que optimicen el rendimiento de los dispositivos electrónicos. Mediante la identificación y mitigación del ruido, se pueden desarrollar sistemas más eficientes y confiables.
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