En esta sección aprenderás qué son las señales analógicas y digitales, así como las diferencias entre ambas.
Variación continua o discreta
Las señales son cantidades de voltaje que varían en el tiempo y que llevan algún tipo de información. Podemos diferenciar dos tipos de señales:
Señal analógica
Los fenómenos físicos que suceden a nuestro alrededor son medidos con variables que pueden tomar un número infinito de valores y cambiar sin interrupciones en el tiempo. Fenómenos de la naturaleza como la temperatura, la presión, la intensidad de luz, etc. pueden ser representados mediante lo que se denominan señales analógicas.
Una señal analógica es aquella que existe en cualquier instante de tiempo y que puede tomar cualquier valor de amplitud.
Por ejemplo, la Figura 1 muestra una señal analógica de voltaje la cual se produce cuando los valores del voltaje varían de la siguiente forma: se incrementa durante medio ciclo el valor de la señal con signo eléctrico positivo y durante el siguiente medio ciclo, va disminuyendo con signo eléctrico negativo. Por eso la gráfica de una señal analógica se traza en forma de onda senoidal y muestra el cambio constante de polaridad de positivo a negativo.
Otros ejemplos de señales analógicas que podemos mencionar son los voltajes de la voz, que varían de acuerdo con el sonido, o los voltajes de video, que son variaciones de la luz. Ambos representan un dato de información que se está transmitiendo.
Señal digital
Este tipo de señal es creada por el hombre. Pueden pasar de un valor a otro bruscamente sin atravesar los valores intermedios, por lo que los valores son finitos. Por eso decimos que la señal digital es discontinua (también se le conoce como discreta, es decir, que toma valores distintos y separados).
Una señal digital es aquella que tiene un valor solo en determinados instantes de tiempo y tiene valores específicos de amplitud, a los cuales se les asigna un código binario.
Los valores que puede tomar una señal digital están representados por dos niveles de tensión eléctrica:
- Nivel de tensión alto: corresponde a 5 V, matemáticamente llamado ‘1’.
- Nivel de tensión bajo: corresponde a 0 V, matemáticamente llamado ‘0’.
Por eso es que la señal digital es una señal binaria o señal lógica y es la que manejan los equipos de cómputo digitales como tu teléfono celular, las tabletas o las computadoras de escritorio. Esta característica hace que gráficamente se represente como una onda cuadrada (pulsos) donde el eje de las x representa el tiempo y el eje y el voltaje.
En la Figura 2 puedes observar la gráfica de una señal digital:
Conversión de una señal analógica a digital
Una señal analógica se puede transformar en una señal digital a partir del siguiente proceso:
- Discretización de la señal. Se determinan instantes específicos de tiempo y se toman los valores de la señal en cada uno de esos momentos. El resultado de este proceso genera una señal discreta. Así, una señal discreta es aquella que existe para valores específicos del tiempo, pero que puede tomar cualquier valor de amplitud.
- Cuantización de la señal. En esta etapa se seleccionan valores específicos de la amplitud y los valores discretos de la etapa anterior se aproximan a los valores de amplitud definidos en la cuantización. Por lo tanto, la señal cuantizada está definida solamente para determinadas amplitudes e instantes de tiempo específicos.
- Digitalización de la señal. Si a cada uno de los valores de una señal cuantizada se le asigna un número binario, se transforma en una señal digital, es decir, es una señal compuesta por una señal discreta y cuantizada.
El siguiente video te ayudará a comprender mejor la diferencia entre señal analógica, discreta, cuantizada y digital:
Autoevaluación
Para aprender más
Lemrini, M. (2002). La tecnología digital. Revista de Comunicación, Cultura y Tecnología de la U.E.M., Vol. 01, 136-146. https://revistas.uniminuto.edu/index.php/med/article/download/342/341/