domingo, 30 de mayo de 2010

Diafonia!


Diafonia!

En Telecomunicación, se dice que entre dos circuitos existe diafonía, denominada en inglés Crosstalk (XT), cuando parte de las señales presentes en uno de ellos, considerado perturbador, aparece en el otro, considerado perturbado, es decir sucede cuando existe un acoplamiento o perturbacion entre dos señales (particularmente en audio) que se solapan o acoplan debido a la cercania de las pistas por las que discurre cada señal.

La diafonía, en el caso de cables de pares trenzados se presenta generalmente debido a acoplamientos magnéticos entre los elementos que componen los circuitos perturbador y perturbado o como consecuencia de desequilibrios de admitancia entre los hilos de ambos circuitos.


La diafonía se mide como la atenuación existente entre el circuito perturbador y el perturbado, por lo que también se denomina atenuación de diafonía.

.- Atenuacion : En telecomunicación, se denomina atenuación de una señal, sea esta acústica, eléctrica u óptica, a la pérdida de potencia sufrida por la misma al transitar por cualquier medio de transmisión.


Existen dos tipos de Diafonia:


.- Diafonia capacitiva: consiste en una interaccion de campo electrico que produce un acoplamiento de tensiones que se traduce en un pico de corriente transitoria.
.- Diafonia inductiva: consiste en una interaccion de campo magnetico que produce un acoplamiento de corrientes que se traduce en un pico de tension transitoria.

Esta es posible de evitar si se toman las siguientes medidas:


RECOMENDACIONES PARA EVITAR LA DIAFONIA:
1. Anchura minima de las pistas de señal de 0,5.
2. Utilizar placas de fibra de vidrio de baja constante dielectrica.
3. nunca trazar pistas de reloj junto a pistas portadoras de lineas de control de microprocesadores, reset, interrupciones, etc.
4. Procurar reducir la longitud comun entre pistas paralelas y aumentar la distancia de separacion entre ellas.
5. No trazar nunca pistas conectadas a circuitos logicos junto a pistas conectadas a circuitos analogicos portadores de señal de bajo nivel.

Marlon Guerrero 17810603 EES

Ruido de cuantificación!


Ruido de cuantificación!


Se define como error de cuantificación o ruido de cuantificación a la señal en tiempo discreto y amplitud continua introducida por el proceso de cuantificación (uno de los procesos que intervienen en la conversión analógica-digital, que sigue al de muestreo y precede al de codificación) y que resulta de igualar los niveles de las muestras de amplitud continua a los niveles de cuantificación más próximos. Una vez cuantificadas las muestras podrán ser codificadas ya que siempre se podrá establecer una correspondencia biunívoca entre cada nivel de cuantificación y un número entero. Para el caso del cuantificador ideal se trata del único error que introduce el proceso.



El proceso de convertir una señal en tiempo discreto de amplitud continua (esto es, en el proceso de muestreo la señal se ha dividido en el tiempo en un número finito de muestras pero el valor de estas aún no ha sido limitado en precisión) en una señal discreta en tiempo y amplitud (sus dos dimensiones), expresando cada muestra por medio de una precisión finita y conocida (en contraposición a una precisión infinita -en matemática- o indeterminada -en física-) consecuencia del ajuste a un número finito y determinado de niveles, se denomina cuantificación. La diferencia que resulta de restar la señal de entrada a la de salida es el error de cuantificación, esto es, la medida en la que ha sido necesario cambiar el valor de una muestra para igualarlo a su nivel de cuantificación más próximo. Esta diferencia, entendida como una secuencia de muestras de tiempo discreto pero de amplitud continua (al igual que la señal de entrada), puede ser interpretado en la práctica como una señal indeseada añadida a la señal original (motivo por el que se denomina ruido, aunque no siempre cumpla con todos los criterios necesarios para ser considerado así y no distorsión)


El ruido de cuantificación es aproximadamente de distribución uniforme en amplitud y de densidad espectral más o menos constante (ruido blanco) sobre toda la banda de Nyquist1 (hasta la frecuencia crítica) en el supuesto de que el error de cuantificación no está correlacionado con la señal ni presente periodicidad. En este caso es posible referirse al error de cuantificación como un ruido blanco uniforme.

Bajo ciertas condiciones donde la tasa de muestreo y la señal están relacionados armónicamente, esto es, que alguno de sus componentes armónicos sea de una frecuencia submúltiplo par de la de muestreo, el error de cuantificación queda correlacionado y la energía se concentra en los armónicos de la señal (si bien la potencia del error es, en general, la misma que para el caso no correlacionado). En este caso, cuando la señal no deseada es función de la señal de entrada, el error no es un ruido y debe ser descrito como distorsión.


En particular el cuantificador mostrado en la figura es uniforme debido a que los pasos del mismo son todos del mismo tamaño. Existen también los no-uniformes. Otra forma de clasificarlos es si la característica es fija o cambia en el tiempo(cuantificadores fijos y adaptativos); también se clasifican en simétricos y no simétricos respecto al cero.

Los niveles de cuantificación se eligen en función de la aplicación y del receptor. Si por ejemplo la señal es de voz, para lograr inteligibilidad basta usar 256 niveles de cuantificación.

El siguiente paso en muchos casos es convertir la señal en binaria con lo cual M=2n. Es decir por cada muestra que se toma cada ts, se deben transmitir n bits; por lo tanto esto equivale a tener una frecuencia de muestreo más rápida (nfs) y por consiguiente un mayor ancho de banda.

El proceso de cuantificación genera una diferencia entre la señal original x(nts) y la cuantificada xq(nts).

Marlon Guerrero 17810603 EES

Radiocomunicaciones por microondas!


Radiocomunicaciones por microondas!


La gran mayoría de los sistemas actuales de radio de microondas es de modulación de frecuencia, que es de naturaleza analógica. Sin embargo, en fechas recientes se han elaborado nuevos sistemas que usan modulación por conmutación de fase, o por amplitud en cuadratura, que son formas básicamente de modulación digital. También se habla de sistemas satelitales que usan PCM ó PSK, estos dos sistemas son similares a los sistemas terrestres de radio de microondas, sin duda los dos sistemas comparten muchas frecuencias. La diferencia principal entre los sistemas satelitales y terrestres de radio, es que los sistemas satelitales propagan señales fuera de la atmósfera terrestre, por lo que son capaces de llevar señales mucho más lejanas, usando menos transmisores y receptores.

Los sistemas de radio de microondas que usan modulación de frecuencia se conocen ampliamente por proporcionar comunicaciones flexibles, confiables y económicas, de punto a punto, cuando usan la atmósfera terrestre como medio de transmisión. Los sistemas de microondas FM que se usan con el equipo multiplexor adecuado son capaces de conducir en forma simultánea desde unos pocos circuitos de voz de banda angosta, hasta miles de circuitos de voz de alta velocidad, audio de calidad comercial y televisión comercial. Los estudios comparativos de costo han demostrado que la radio de microondas de FM es, casi siempre, el método más económico de proporcionar circuitos de comunicaciones cuando no hay ya cables metálicos ni fibras ópticas, o cuando existen duras condiciones de terreno o de clima. También, los sistemas de microondas de FM se pueden ampliar con facilidad.


Los radios de microondas emiten señales usando como media la atmósfera terrestre, entre transmisores y receptores, para una mejor emisión y recepción, estos se encuentran en la cima de torres a distancias de 15 a 30 millas. Así los sistemas de radio de microondas tienen la ventaja obvia de contar con capacidad de llevar miles de canales individuales de información entre dos puntos, dejando a un lado la necesidad de instalaciones físicas, tales como los cables coaxiales o fibras ópticas. Así claro esta, se evita la necesidad de adquirir derechos de vías a través de propiedades privadas, además las ondas de radio se adaptan mejor para salvar grandes extensiones de agua, montañas altas o terrenos muy boscosos que constituyes formidables obstáculos para los sistemas de cable.

Entre las ventajas de radio de microondas están las siguientes.

.- Los sistemas de radio no necesitan adquisiciones de derecho de vía entre estaciones.
.- Cada estación requiere la compra o alquiler de solo una pequeña extensión de terreno.
.- Por sus grandes frecuencias de operación, los sistemas de radio de microondas pueden llevar grandes cantidades de información.
.- Las frecuencias altas equivalen longitudes cortas de onda, que requieren antenas relativamente pequeñas.
.- Las señales de radio se propagan con más facilidad en torno a obstáculos físicos, como por ejemplo, a través del agua o las montañas altas.
.- Para la amplificación se requieren menos repetidores.
.- La distancia entre los centros de conmutación son menores.
.- Se reducen al mínimo las innataciones subterráneas.
.- Se introducen tiempos mínimos de retardos.
.- Entre los canales de voz existe un mínimo de diafonía.
.- Son factores importantes la mayor confiabilidad y menores tiempos de mantenimiento.

Marlon Guerrero 17810603 EES

Microondas en la salud!


Microondas en la salud!
Hoy existen evidencias científicas suficientes para afirmar que la radiación indiscriminada de microondas, que genera la red de telefonía móvil sobre la población, tiene efectos biológicos indeseables e introduce un riesgo inaceptable para la salud pública. Mientras tanto los informes oficiales concluyen que la radiación que origina el uso de los teléfonos móviles y las antenas asociadas no provoca daños a las personas, aunque recomiendan más estudios e investigaciones. Los claros vínculos de algunos de estos organismos oficiales con las grandes empresas de telecomunicaciones condicionan sus investigaciones, pero nuevas normativas, en diversos países y las recientes condenas judiciales por contaminación electromagnética, están cambiando el vacío legal existente en las telecomunicaciones.

Efectos biológicos de la telefonía móvil

La radiación de un teléfono móvil supera 3 millones de veces la radiación natural (Natural Sun), y durante su uso la antena emisora - receptora se sitúa literalmente pegada al cerebro. La emisión de microondas, muy cerca de nuestro cráneo, acelera nuestras ondas cerebrales al límite del estrés, y puede tener muchos otros efectos biológicos, como se señala más adelante.


Hoy la cobertura de la red de telefonía móvil es casi total en todo el territorio nacional -hasta el 90-95% según compañías- y esta telaraña tecnológica crea una polución de radiofrecuencias que invaden todo el espacio radioeléctrico, generando múltiples efectos ambientales y biológicos. Muchos informes científicos alertan de los riesgos de la contaminación electromagnética y especialmente de las microondas, utilizadas en emisiones de televisión, radares y telefonía móvil, pero también en informática (chips) y en múltiples dispositivos electrónicos (wireless).

En exposición continuada, a largo plazo, con el uso del móvil o expuestos a las antenas repetidoras, muchos científicos encuentran daños en la membrana celular (flujo de iones Ca, K, Na), efectos sobre el sistema inmunitario con pérdida de defensas, e incluso alteración del ADN, con destrucción de cromosomas, y rotura de enlaces simples y dobles. Se ha encontrado incremento de tumores en cobayos de laboratorio (animales de prueba); se ha relacionado el uso del móvil con el cáncer de piel, y puede ser causa de tumores cerebrales (permeabilidad cerebral); también se ha vinculado con el Parkinson y con el riesgo de potenciar o acelerar la aparición de la demencia de Alzheimer.

Asi sostiene Darío Acuña Castroviejo -catedrático de Fisiología de la Universidad de Granada e investigador español de prestigio internacional quien asevera -una vez más- que estar expuesto a radiaciones electromagnéticas puede provocar trastornos neurológicos (irritabilidad, cefalea, astenia, hipotonía, síndrome de hiperexcitabilidad, somnolencia, alteraciones sensoriales, temblores y mareos), mentales (alteraciones del humor y del carácter, depresiones y tendencias suicidas), cardiopulmonares (alteraciones de la frecuencia cardiaca, modificaciones de la tensión arterial y alteraciones vasculares periféricas), reproductivos (alteraciones del ciclo menstrual, abortos, infertilidad y disminución de la libido sexual), dermatológicos (dermatitis inespecíficas y alergias cutáneas), hormonales (alteraciones en el ritmo y niveles de melatonina, substancias neurosecretoras y hormonas sexuales) e inmunológicos (alteraciones del sistema de inmunovigilancia antiinfecciosa y antitumoral) además de incrementar el riesgo de cáncer, especialmente leucemias agudas y tumores en el sistema nervioso central en niños.

Asi mismo cabe añadir el último trabajo del profesor José Luis Bardasano, Presidente de la Fundación Europea de Bioelectromagnetismo y Ciencias de la Salud, quien presentó un trabajo demostrando que usar el teléfono móvil directamente pegado a la oreja modifica los parámetros del cerebro afectado a su funcionamiento. Y uno puede optar por no usar el móvil pero millones de personas están siendo sometidas sin posibilidad de evitarlo a multitud de radiaciones -especialmente las generadas por los centros de transformación, las torres de alta tensión y las antenas de telefonía- sencillamente porque las autoridades lo permiten a pesar de que ninguna empresa eléctrica o de telefonía ha podido demostrar jamás científicamente su inocuidad. Antes bien, existen centenares -si no miles- de trabajos científicos que demuestran su peligrosidad.


Todos somos sensibles a las microondas, pero el peligro potencial frente a los campos electromagnéticos es mayor para la "población de alto riesgo", como embarazadas, bebés y niños que presentan un peligro estadístico mucho mayor (hasta en centenares de veces).

El riesgo también se incrementa en enfermos, ancianos y, más aún, en las personas ultrasensibles, el colectivo de "alérgicos a la electricidad" que puede presentar respuestas biológicas con dosis de radiación hasta mil veces menores.

Marlon Guerrero 17810603 EES

Generacion y Usos de las microondas!

Generacion y Usos de las microondas!

.- Generacion: Las microondas pueden ser generadas de varias maneras, generalmente divididas en dos categorías: dispositivos de estado sólido y dispositivos basados en tubos de vacío. Los dispositivos de estado sólido para microondas están basados en semiconductores de silicio o arsenuro de galio, e incluyen transistores de efecto campo (FET), transistores de unión bipolar (BJT), diodos Gunn y diodos IMPATT. Se han desarrollado versiones especializadas de transistores estándar para altas velocidades que se usan comúnmente en aplicaciones de microondas.

Los dispositivos basados en tubos de vacío operan teniendo en cuenta el movimiento balístico de un electrón en el vacío bajo la influencia de campos eléctricos o magnéticos, entre los que se incluyen el magnetrón, el Klistrón, el TWT y el girotrón. Estos dispositivos transforman la energía eléctrica en energía electromagnética en forma de microonda)

.- Usos: Una de las aplicaciones más conocidas de las microondas es el horno de microondas, que usa un magnetrón para producir ondas a una frecuencia de aproximadamente 2,45 GHz. Estas ondas hacen vibrar o rotar las moléculas de agua, lo cual genera calor. Debido a que la mayor parte de los alimentos contienen un importante porcentaje de agua, pueden ser fácilmente cocinados de esta manera.

En telecomunicaciones, las microondas son usadas en radiodifusión, ya que estas pasan fácilmente a través de la atmósfera con menos interferencia que otras longitudes de onda mayores. También hay más ancho de banda en el espectro de microondas que en el resto del espectro de radio. Usualmente, las microondas son usadas en programas informativos de televisión para transmitir una señal desde una localización remota a una estación de televisión mediante una camioneta especialmente equipada. Protocolos inalámbricos LAN, tales como Bluetooth y las especificaciones de Wi-Fi IEEE 802.11g y b también usan microondas en la banda ISM, aunque la especificación 802.11a usa una banda ISM en el rango de los 5 GHz. La televisión por cable y el acceso a Internet vía cable coaxial usan algunas de las más bajas frecuencias de microondas. Algunas redes de telefonía celular también usan bajas frecuencias de microondas.

En la industria armamentística, se han desarrollado prototipos de armas que utilicen la tecnología de microondas para la incapacitación momentánea o permanente de diferentes enemigos en un radio limitado.

La tecnología de microondas también es utilizada por los radares, para detectar el rango, velocidad y otras características de objetos remotos; o en el máser, un dispositivo semejante a un láser pero que trabaja con frecuencias de microondas.

Las cámaras de RF ejemplifican el gran cambio que recientemente ha surgido en este tipo de tecnologías. Desempeñan un papel importante en el ámbito de radar, detección de objetos y la extracción de identidad mediante el uso del principio de imágenes microondas de alta resolución, que consiste, esencialmente, en un transmisor de impulsos para iluminar la tarjeta, un auto-adaptador aleatorio de fase seguido por un receptor de microondas que produce un holograma a través del cual se lee la información de la fase e intensidad de la tarjeta de radiación.

MarlonGuerrero 17810603 EES

Microondas!


Microondas!


Las microondas son ondas de radio de alta frecuencia (campos de radiofrecuencia) y como la radiación visible (luz), son parte del espectro electromagnético.

Se encuentran definidas en un rango de frecuencias determinado; generalmente de entre 300 MHz y 300 GHz, que supone un período de oscilación de 3 ns (3×10-9 s) a 3 ps (3×10-12 s) y una longitud de onda en el rango de 1 m a 1 mm.

El rango de las microondas está incluido en las bandas de radiofrecuencia, concretamente en las UHF (ultra-high frequency, frecuencia ultra alta en español) (0.3 – 3 GHz), SHF (super-high frequency, frecuencia super alta) (3 – 30 GHz) y EHF (extremely high frequency, frecuencia extremadamente alta) (30 – 300 GHz). Otras bandas de radiofrecuencia incluyen ondas de menor frecuencia y mayor longitud de onda que las microondas. Las microondas de mayor frecuencia y menor longitud de onda —en el orden de milímetros— se denominan ondas milimétricas, radiación terahercio o rayos T.


Las microondas son reflejadas, transmitidas o absorbidas por los materiales en sus trayectorias, de manera similar a la luz. Los materiales metálicos reflejan totalmente las microondas mientras que los materiales no metálicos como el vidrio y algunos plásticos son mayormente transparente a las microondas.

Los materiales que contienen agua, por ejemplo los alimentos, los fluidos o los tejidos, rápidamente absorben la energía de las microondas, la cual después es convertida en calor.

Marlon Guerrero 17810603 EES

Ruido de cuantificación!



Ruido de cuantificación!


Se define como error de cuantificación o ruido de cuantificación a la señal en tiempo discreto y amplitud continua introducida por el proceso de cuantificación (uno de los procesos que intervienen en la conversión analógica-digital, que sigue al de muestreo y precede al de codificación) y que resulta de igualar los niveles de las muestras de amplitud continua a los niveles de cuantificación más próximos. Una vez cuantificadas las muestras podrán ser codificadas ya que siempre se podrá establecer una correspondencia biunívoca entre cada nivel de cuantificación y un número entero. Para el caso del cuantificador ideal se trata del único error que introduce el proceso.



El proceso de convertir una señal en tiempo discreto de amplitud continua (esto es, en el proceso de muestreo la señal se ha dividido en el tiempo en un número finito de muestras pero el valor de estas aún no ha sido limitado en precisión) en una señal discreta en tiempo y amplitud (sus dos dimensiones), expresando cada muestra por medio de una precisión finita y conocida (en contraposición a una precisión infinita -en matemática- o indeterminada -en física-) consecuencia del ajuste a un número finito y determinado de niveles, se denomina cuantificación. La diferencia que resulta de restar la señal de entrada a la de salida es el error de cuantificación, esto es, la medida en la que ha sido necesario cambiar el valor de una muestra para igualarlo a su nivel de cuantificación más próximo. Esta diferencia, entendida como una secuencia de muestras de tiempo discreto pero de amplitud continua (al igual que la señal de entrada), puede ser interpretado en la práctica como una señal indeseada añadida a la señal original (motivo por el que se denomina ruido, aunque no siempre cumpla con todos los criterios necesarios para ser considerado así y no distorsión)


El ruido de cuantificación es aproximadamente de distribución uniforme en amplitud y de densidad espectral más o menos constante (ruido blanco) sobre toda la banda de Nyquist1 (hasta la frecuencia crítica) en el supuesto de que el error de cuantificación no está correlacionado con la señal ni presente periodicidad. En este caso es posible referirse al error de cuantificación como un ruido blanco uniforme.

Bajo ciertas condiciones donde la tasa de muestreo y la señal están relacionados armónicamente, esto es, que alguno de sus componentes armónicos sea de una frecuencia submúltiplo par de la de muestreo, el error de cuantificación queda correlacionado y la energía se concentra en los armónicos de la señal (si bien la potencia del error es, en general, la misma que para el caso no correlacionado). En este caso, cuando la señal no deseada es función de la señal de entrada, el error no es un ruido y debe ser descrito como distorsión.


En particular el cuantificador mostrado en la figura es uniforme debido a que los pasos del mismo son todos del mismo tamaño. Existen también los no-uniformes. Otra forma de clasificarlos es si la característica es fija o cambia en el tiempo(cuantificadores fijos y adaptativos); también se clasifican en simétricos y no simétricos respecto al cero.

Los niveles de cuantificación se eligen en función de la aplicación y del receptor. Si por ejemplo la señal es de voz, para lograr inteligibilidad basta usar 256 niveles de cuantificación.

El siguiente paso en muchos casos es convertir la señal en binaria con lo cual M=2n. Es decir por cada muestra que se toma cada ts, se deben transmitir n bits; por lo tanto esto equivale a tener una frecuencia de muestreo más rápida (nfs) y por consiguiente un mayor ancho de banda.

El proceso de cuantificación genera una diferencia entre la señal original x(nts) y la cuantificada xq(nts).

Marlon Guerrero 17810603 EES

Ruido Termico!


Ruido Termico!


El ruido térmico (tambien conocido como ruido de Johnson o ruido de Nyquist) es eléctrico y es producido por la energía interna de la materia, se genera por la agitación térmica de los portadores de carga (generalmente electrones dentro de un conductor) en equilibrio. Como se recordará, el movimiento browniano de las partículas produce energía que en general se disipa en modo de calor. Pero una parte de ella funciona como interferencia eléctrica. Nyquist, de los laboratorios Bell, observó en 1928 que la interferencia eléctrica era proporcional a la agitación de electrones proveniente de lo que denominó "energía browniana", y estableció la base para el cálculo. Entre las características más sobresalientes del ruido térmico, prevalecen que es aleatorio, porque los electrones agitados por la energía browniana tienen un movimiento aleatorio; es blanco, denominación que recibe por analogía con la luz blanca, al estar presente en todas las frecuencias; y es resistivo, porque depende lineal y directamente de la resistividad del material. El ruido térmico recibe el nombre alternativo de ruido plano, porque su respuesta o su densidad espectral de potencia es plana y depende diréctamente de la resistencia y de la temperatura (en ºK).

Mientras más baja es la temperatura, más bajo es el ruido térmico. Un exceso de ruido térmico puede provocar fallas en un dispositivo.

Marlon Guerrero 17810603 EES

Ruido


Ruido!

Se denomina ruido en la comunicación a toda señal no deseada que se mezcla con la señal útil que queremos transmitir. Es el resultado de diversos tipos de perturbación que tiende a enmascarar la información cuando se presenta en la banda de frecuencias del espectro de la señal, es decir, dentro de su ancho de banda.

El ruido se debe a múltiples causas: a los componentes electrónicos (amplificadores), al ruido térmico de las resistencias, a las interferencias de señales externas, etc. Es imposible eliminar totalmente el ruido, ya que los componentes electrónicos no son perfectos. Sin embargo, es posible limitar su valor de manera que la calidad de la comunicación resulte aceptable.

Entre los tipos de ruidos tenemos:


Diafonía o cruce aparente: es ocasionada por las interferencias que producen otros pares de hilos telefónicos próximos (conocida como cruce de líneas o crosstalk). Es un fenómeno mediante el cual una señal que transita por un circuito se induce en otro que discurre paralelo, perturbándolo. Si las señales inducidas se pueden entender, se denomina diafonía inteligible. Este es un fenómeno muy perjudicial ya que afecta al secreto de las telecomunicaciones. La diafonía próxima se denomina paradifonía y la que se observa en el extremo remoto telediafonía.


Eco: Es una señal de las mismas características que la original, pero atenuada y retardada respecto a ella. El efecto nocivo del eco afecta tanto a las conversaciones telefónicas como a las transmisión de datos y es mayor cuanto menos "atenuada" y más "retardada" llega la señal del eco. El eco puede ser del que habla y del que escucha, según el modo de afectar a los interlocutores. El eco del que escucha es el que más perjudica a las comunicaciones de datos. Para que las señales del eco reflejadas se reciban con un retardo "apreciable" han de recorrer grandes distancias, por ejemplo, en las comunicaciones intercontinentales o vía satélite. Una solución que se implantó en los circuitos telefónicos para evitar el eco en estos casos consistió en instalar un elemento denominado "supresor de eco", que era un dispositivo que impedía la transmisión simultánea en ambos sentidos. Evidentemente, era necesario inhibir estos dispositivos cuando se establecían por canales telefónicos circuitos de datos en modo dúplex mediante módem. Los propios módem inhibían a los supresores de eco emitiendo un tono especial.

Marlon Guerrero 17810603 EES

telediafonia


Telediafonia!

Debido a la atenuación, la diafonía que ocurre a mayor distancia del transmisor genera menos ruido en un cable que la NEXT(Paradiafonía).

A esto se le conoce como telediafonía, o FEXT en inglés Far end crosstalk . El ruido causado por FEXT también regresa a la fuente, pero se va atenuando en el trayecto. Por lo tanto, FEXT no es un problema tan significativo como NEXT.

En la imagen podemos apreciar como en el Circuito 1 tenemos un generador, que envía una señal de nivel V1, en un extremo, mientras que el otro extremo está terminado con una impedancia Zc igual a la impedancia característica del circuito (Se denomina impedancia característica de una línea de transmisión a la relación existente entre la diferencia de potencial aplicada y la corriente absorbida por la línea en el caso hipotético de que esta tenga una longitud infinita, o cuando aún siendo finita no existen reflexiones).

El Circuito 2, está cargado en el extremo emisor con Zc y en el extremo distante tenemos un medidor de nivel (R) en el que mediremos un cierto nivel de señal V2 correspondiente a la diafonía.

A la relación en decibelios existente entre V1 y V2 es a lo que se denomina atenuación de telediafonía (αt)

(αt) = 20log(V1/V2) (dB)

Marlon Guerrero 17810603 EES

paradiafonia


Paradiafonia

La paradiafonía (NEXT), Near end crosstalk (NEXT) se entiende como la relación entre la amplitud de voltaje de la señal de prueba y la señal diafónica o diafonía de extremo cercano, medida en el mismo extremo del enlace. Esta diferencia se expresa como un valor negativo en decibelios (dB).

El NEXT se debe medir de par en par en un enlace UTP, y desde ambos extremos del enlace. Para acortar los tiempos de prueba, algunos instrumentos de prueba de cables permiten que el usuario pruebe el desempeño NEXT de un enlace utilizando un intervalo de frecuencia mayor que la especificada por el estándar TIA/EIA. Las mediciones resultantes quizás no cumplan con TIA/EIA-568-B, y pasen por alto fallas en el enlace.

Para verificar el correcto desempeño de un enlace, NEXT se debe medir desde ambos extremos del enlace con un instrumento de prueba de buena calidad. Este es también un requisito para cumplir con la totalidad de las especificaciones para cables de alta velocidad.

En la figura podemos apreciar ambos circuitos terminados en su impedancia característica Zc en el extremo distante, mientras que en el extremo cercano el emisor se halla conectado en el Circuito 1 y el medidor en el Circuito 2.

La Paradiafonía de suma de potencia (PSNEXT) mide el efecto acumulativo de NEXT de todos los pares de hilos del cable. PSNEXT se computa para cada par de hilos por los efectos de NEXT de los otros tres pares. El efecto combinado de la diafonía proveniente de múltiples fuentes simultáneas de transmisión puede ser muy perjudicial para la señal.

En la actualidad, la certificación TIA/EIA-568-B exige esta prueba de PSNEXT.

Algunos estándares de Ethernet, como 10BASE-T y 100 BASE-TX, reciben datos de un solo par de hilos en cada dirección. No obstante, para las tecnologías más recientes como 1000 BASE-T, que reciben datos simultáneamente desde múltiples pares en la misma dirección, las mediciones de suma de potencias son pruebas muy importantes.

Recordemos que como el número de decibelios que muestra el analizador de cables es un número negativo, cuanto mayor sea ese número, menor será la NEXT en ese par de hilos.

Marlon Guerrero 17810603 EES

Diafonia


En Telecomunicación, se dice que entre dos circuitos existe diafonía, denominada en inglés Crosstalk (XT), cuando parte de las señales presentes en uno de ellos, considerado perturbador, aparece en el otro, considerado perturbado, es decir sucede cuando existe un acoplamiento o perturbacion entre dos señales (particularmente en audio) que se solapan o acoplan debido a la cercania de las pistas por las que discurre cada señal.

La diafonía, en el caso de cables de pares trenzados se presenta generalmente debido a acoplamientos magnéticos entre los elementos que componen los circuitos perturbador y perturbado o como consecuencia de desequilibrios de admitancia entre los hilos de ambos circuitos.


La diafonía se mide como la atenuación existente entre el circuito perturbador y el perturbado, por lo que también se denomina atenuación de diafonía.

.- Atenuacion : En telecomunicación, se denomina atenuación de una señal, sea esta acústica, eléctrica u óptica, a la pérdida de potencia sufrida por la misma al transitar por cualquier medio de transmisión.



Existen dos tipos de Diafonia:


.- Diafonia capacitiva: consiste en una interaccion de campo electrico que produce un acoplamiento de tensiones que se traduce en un pico de corriente transitoria.
.- Diafonia inductiva: consiste en una interaccion de campo magnetico que produce un acoplamiento de corrientes que se traduce en un pico de tension transitoria.

Esta es posible de evitar si se toman las siguientes medidas:


RECOMENDACIONES PARA EVITAR LA DIAFONIA:
1. Anchura minima de las pistas de señal de 0,5.
2. Utilizar placas de fibra de vidrio de baja constante dielectrica.
3. nunca trazar pistas de reloj junto a pistas portadoras de lineas de control de microprocesadores, reset, interrupciones, etc.
4. Procurar reducir la longitud comun entre pistas paralelas y aumentar la distancia de separacion entre ellas.
5. No trazar nunca pistas conectadas a circuitos logicos junto a pistas conectadas a circuitos analogicos portadores de señal de bajo nivel.

sábado, 29 de mayo de 2010

Tecnología de transistores de microondas basados en Nitruro de Galio (GaN) para aplicaciones Radar

Tecnología de transistores de microondas basados en Nitruro de Galio (GaN) para aplicaciones Radar:

El siguiente artículo estudia las características de los principales materiales utilizados en la actualidad para la fabricación de transistores de microondas como son Silicio (Si), Arseniuro de Galio (GaAs), Carburo de Silicio (SiC) y Nitruro de Galio (GaN) y describe como condicionan la operación del transistor cuando se requieren potencias de salida altas, del orden de cientos y miles de vatios, habitualmente las necesarias en aplicaciones Radar.

Se mostrará como los transistores de microondas fabricados con GaN son adecuados para aplicaciones de alta potencia debido a las superiores propiedades físicas y químicas de estos semiconductores. Si además añadimos las modernas técnicas de polarización de alta eficiencia, los transistores fabricados con la tecnología de Nitruro de Galio se perfilan como los candidatos idóneos para ser utilizados en los transmisores de sistemas Radar.

La gran mayoría de los transmisores Radar requieren dispositivos activos que puedan generar una potencia de salida de RF del orden de kilovatios e incluso de megavatios. Habitualmente se utilizan para estas aplicaciones dispositivos basados en tubos de ondas progresivas. Sin embargo, estos dispositivos son voluminosos, caros y pueden tener problemas de fiabilidad. Aunque los amplificadores basados en semiconductores tienen a priori más eficiencia, han estado hasta ahora limitados por el voltaje que se podía aplicar al dispositivo debido al crítico campo de ruptura inherente a estos materiales, lo que hace que se requiera una corriente muy alta y también un mayor tamaño. Trabajar con una corriente de operación alta disminuye la eficiencia debido a las pérdidas y al hecho de que los dispositivos de gran tamaño presentan una alta capacitancia y muy baja impedancia limitando así la frecuencia de operación y el ancho de banda [1].

La tecnología de GaN es ahora capaz de ofrecer una solución a este problema:
Los amplificadores de estado sólido están ya reemplazando a los de tubos de ondas progresivas (TWTA, Traveling Wave Tube Amplifiers) en algunas aplicaciones de microondas de alta potencia. Sin embargo, las bajas tensiones de operación hacen que el circuito asociado sea muy grande lo que implica un dispositivo más complejo a la vez que reduce el yield de producción y la fiabilidad. Las tecnologías de semiconductores de banda prohibida ancha (WBG, Wide Band Gap) como el GaN pueden alcanzar densidades de potencia cinco veces mayores que las de los transistores convencionales de GaAs tanto de efecto de campo como bipolares de heterounión. La ventaja final es la reducción de la complejidad del circuito, mayor ganancia y eficiencia, y también una mayor fiabilidad. En particular, los sistemas Radar se beneficiarán del desarrollo de esta tecnología.


El GaN es el futuro:
El desarrollo de semiconductores de banda prohibida ancha, tales como el GaN o aleaciones basadas en GaN, ofrece la posibilidad de fabricar dispositivos activos de RF, especialmente transistores de potencia HEMT (High Electron Mobility Transistor), con una potencia de salida significativamente mayor. Esta mejora en la potencia de salida de RF se debe a las especiales propiedades de este material, de entre otras destacan: alto campo de ruptura, elevado valor de saturación de la EDV (velocidad de Drift de los electrones) y cuando se utilizan sustratos de SiC, mayor conductividad térmica. Los datos mostrados en la Tabla 1 [2] permiten comparar los materiales Si, GaAs, SiC y GaN. La mayor conductividad térmica del SiC y del GaN reduce el aumento de temperatura de la unión debido al autocalentamiento. El campo de ruptura de cinco a seis veces mayor del SiC y del GaN da ventaja a estos materiales frente al Si y el GaAs para dispositivos de potencia de RF [2]. El SiC es un material de banda prohibida ancha (3.2eV) pero tiene una movilidad de electrones baja, lo cual dificulta su uso en amplificadores de alta frecuencia. El SiC está también limitado porque las obleas de este material son caras, pequeñas y de baja calidad.

Aunque la movilidad de los portadores es significativamente mejor en los dispositivos de GaAs, la alta velocidad de pico y de saturación de la EDV de los HEMT de GaN compensa su relativa menor movilidad permitiendo su utilización a altas frecuencias. Estas ventajas del GaN sumadas a la alta linealidad y al bajo ruido de las arquitecturas HEMT abren las puertas a estos dispositivos para su utilización en la fabricación de amplificadores Radar de alta potencia.Una ventaja adicional de los HEMT de GaN radica en el gran offset de energía entre la banda de conducción del GaN y la capa barrera de AlGaN. Esto permite un aumento significativo de la densidad de portadores en el canal en los HEMT basados en GaN con respecto a otros materiales (hasta 1013cm-2 y más). Si sumamos la posibilidad de utilizar un mayor voltaje conseguimos un aumento en la densidad de potencia. La densidad de potencia es un parámetro muy importante para los dispositivos de alta potencia ya que cuanto mayor es menor es el tamaño del dado y más sencillas son adaptaciones de entrada y salida. En la Figura 1 se muestra el rápido progreso de la densidad de potencia de RF frente al tiempo para un FET (Field-Effect Transistor) de
GaN en Banda X.

Los altos voltajes de operación y las altas densidades de potencia que se alcanzan con los dispositivos de RF de banda prohibida ancha ofrecen muchas ventajas en el diseño, fabricación y montaje de amplificadores de potencia en comparación con las tecnologías de LDMOS (Lateral Double-Difusse MOS) de Silicio o la de MESFET (Metal Epitaxial Semicon-ductor Field Effect Transistor) de GaAs.

La tecnología HEMT de GaN ofrece una alta potencia por ancho de canal unitario, lo cual se traduce en dispositivos más económicos y de menor tamaño para la misma potencia de salida, esto no sólo hace que sean más fáciles de fabricar sino que aumenta la impedancia de los dispositivos. El alto voltaje de operación que se consigue con la tecnología de GaN elimina la necesidad de convertidores de tensión y por consiguiente reduce también el coste final del sistema.

El camino está claro:
La Figura 2 [2] muestra una gráfica de la potencia de salida frente a la frecuencia para los dispositivos de estado sólido y tubos de microondas que constituyen el actual estado del arte.



Históricamente, lo amplificadores de tubo, tales como los controlados por rejillas, magnetrones, kystrones, tubos de onda progresiva y amplificadores de campos cruzados (CFA, Cross Field Amplifier) han sido usados como amplificadores de potencia en los transmisores Radar. Estos amplificadores generan alta potencia pero habitualmente trabajan con ciclos de trabajo (duty cicle) bajos. Los amplificadores de Klystron ofrecen mayor potencia que los magnetrones a frecuencias de microondas y también permiten el uso de formas de onda más complejas. Los tubos de onda progresiva son similares a los klystrones pero con mayores anchos de banda. Los CFA se caracterizan por tener grandes anchos de banda, poca ganancia y ser compactos. Los amplificadores de potencia de estado sólido (SSPA, Solid State Power Amplifier) soportan pulsos largos y formas de onda con altos ciclos de actividad. A pesar de que los elementos utilizados en los SSPA tienen individualmente poca amplificación de potencia pueden combinarse para conseguirla. Los transistores bipolares de Silicio, los MESFET de Arseniuro de Galio y los PHEMT (Pseudomorphic HEMT) de Arseniuro de Galio son algunos de los elementos utilizados en los SSPA. Los HEMT de GaN pueden ser combinados para crear un SSPA con una potencia media de salida mayor y por consiguiente un mayor rango de detección del Radar.

Como se puede ver en la Figura 2, los transistores de estado sólido producen niveles de potencia de RF menores de 200 vatios en Banda S y su salida va decreciendo a medida que aumentamos la frecuencia [1]. La potencia de salida de RF de los FETs de GaAs se acerca a los 50 vatios en banda S y a aproximadamente a 1 vatio en banda Ka1. Los FETs de GaAs tienen una la potencia de salida limitada principalmente por la baja tensión de ruptura del drenador1. Los dispositivos semiconductores fabricados con materiales de mayor banda prohibida, tales como el GaN, ofrecen unas prestaciones significativamente mejores.



Con el paso del tiempo han ido apareciendo diferentes figuras de mérito que permiten evaluar los distintos semiconductores con potencial para ser utilizados en aplicaciones que requieren alta potencia a altas frecuencias de trabajo. Mediante estas figuras de mérito se pretende aunar las propiedades más relevantes de los materiales en un valor cualitativo. Así la figura de mérito de Johnson (JFOM = ECR vsat/p) tiene en cuenta el campo de ruptura ECR y la saturación de la EDV Vsat. Como puede verse en la Figura 3 [3], la figura de mérito de Johnson para el GaN es por lo menos 15 veces la del GaAs.Aethercomm cree que si la tendencia de crecimiento del GaN se mantiene al ritmo actual, el comportamiento previsto para los HEMT de GAN en el año 2010 será el representado en la Figura 4. El GaN pronto superará a todos sus competidores.

La eficiencia es la clave:
Los sistemas Radar más modernos utilizados en aplicaciones militares demandan nuevos requerimientos para los amplificadores de potencia de RF debido a la necesidad de reducir el tamaño, peso y coste. Los mayores cambios en las especificaciones se centran cada vez más en mejorar la eficiencia del amplificador para reducir los requerimientos de potencia DC y mejorar la fiabilidad del sistema a través de una menor disipación de potencia del componente. Los dispositivos de microondas basados en tecnologías de banda prohibida ancha y alta eficiencia permitirán además aumentar las prestaciones del sistema.


La capacitancia parásita y el alto voltaje de ruptura de los HEMT de GaN les hace ideales para funcionar en modos de amplificación de alta eficiencia clase E y clase F. Ambos modos tienen una eficiencia teórica del 100 %. Recientemente, algunos fabricantes de transistores de GaN han implementado amplificadores híbridos de clase E. Resultados típicos obtenidos son 10 vatios de potencia de salida en banda L con eficiencias comprendidas entre el 80% y 90%.
Aethercomm ha entregado recientemente un módulo amplificador de clase F para Banda L. La potencia de salida deseada debía superar los 50 vatios con una eficiencia del 60% para todo el amplificador. Debido a los plazos tan ajustados del programa fue necesario utilizar transistores estándar encapsulados en lugar de desarrollar una solución híbrida a medida.



La etapa final del amplificador de potencia se implementó utilizando un par balanceado de HEMT encapsulados de GaN trabajando en clase F. Las redes de adaptación incluyendo las terminaciones armónicas necesarias para la operación en clase F fueron diseñadas considerando inicialmente un modelo ideal del transistor. A continuación se introdujeron las inductancias y las capacitancias parásitas del encapsulado del transistor y se modificaron las redes de adaptación para mantener las terminaciones armónicas requeridas a nivel del transistor en dado. Posteriormente se simuló el amplificador utilizando un modelo no lineal del transistor y se modificaron las redes de adaptación para optimizar eficiencia y potencia.
Se construyó un prototipo en configuración single-ended para la etapa de salida de clase F. Se obtuvo una eficiencia de drenador del 75%, una potencia de salida de 40 vatios y una ganancia de 16 dB con un ajuste mínimo. Los resultados fueron muy similares a los obtenidos en la simulación. No había disponibles dispositivos de GaN de baja potencia adecuados para la etapa de driver, se diseñó uno de tres etapas utilizando MESFET de GaAs que trabajaban en clase A. Inicialmente se creía que las etapas del driver deberían haber trabajado en un modo de alta eficiencia para así alcanzar la PAE (Power Added Efficiency) requerida; sin embargo, los análisis indicaron que con un dimensionado adecuado de los transistores la operación en clase A era permisible. El driver tuvo una ganancia de 40 dB y un consumo de potencia de 10 vatios.


La configuración final del amplificador de potencia tuvo una PAE de pico del 63% y una potencia de salida de 75 vatios. El amplificador tenía una potencia de salida de 65 vatios y un 61% de PAE a P2dB. La Tabla 2 muestra las características del amplificador para distintos valores de potencia de salida. Debido a que la etapa final de clase F está polarizada en el umbral, sin corriente de drenador, el amplificador ofrece un amplio rango de funcionamiento para potencias bajas. La ganancia del amplificador alcanza un pico y después comienza a comprimirse cuando se alcanza la máxima potencia de salida. La Tabla 2 muestra la eficiencia de este diseño para distintas potencias de salida.Aethercomm también ha desarrollado un dispositivo HEMT de GaN de 200 vatios sobre sustrato de SiC diseñado para maximizar la PAE y mantener una alta potencia de salida para una frecuencia de operación de 1215 MHz a 1390 MHz. Se observaron eficiencias mayores del 56% mientras se mantenía niveles de potencia de salida en exceso de 205 vatios de P3dB.

Muchos SSPA para aplicaciones Radar son diseñados con dispositivos semiconductores de RF configurados para trabajar en clase C. Esta forma de polarización proporciona una operación muy eficiente para una etapa de un único transistor, sin embargo, el transistor de clase C tiene una ganancia tan baja, típicamente 6 dB, que la ventaja ganada en la eficiencia se pierde al necesitarse muchas etapas adicionales de ganancia para alcanzar la potencia deseada de salida.


Conclusión:

Los futuros sistemas Radar tales como los basados Radar de phase-array activo requerirán de forma creciente SSPA cada vez más eficientes y pequeños. El deseo de lograr barridos extremadamente rápidos, rangos de detección mayores, la posibilidad de localizar y seguir un gran número de objetivos, una baja probabilidad de ser interceptado y la posibilidad de funcionar como un inhibidor requerirán una tecnología de transistores innovadora y rentable. Recientes desarrollos en el campo de los HEMT de GaN han hecho posible diseñar amplificadores de una gran eficiencia a frecuencias de microondas. Los dispositivos HEMT de GaN proporcionan una alta corriente de pico con una baja capacitancia de salida así como un voltaje de ruptura y una densidad de potencia extremadamente alta. Esta combinación única de características permite a los diseñadores conseguir amplificadores con unas prestaciones en conjunto muy superiores a las logradas con dispositivos basados en las tecnologías alternativas existentes en la actualidad.
Romero M; Loren A. C.I: 18762881
CRF


publicaciones

Buenas Tardes las publicaciones estan en orden como aparecen en el blog


Atte MarlonGuerrero 17810603 EES 

publicaciones (EES)

Buenas Tardes las publicaciones estan en orden como aparecen en el blog

http://legramex.blogspot.com/2010/05/radiocomunicaciones-por-microondas.html

http://legramex.blogspot.com/2010/05/microondas-en-la-salud.html

http://legramex.blogspot.com/2010/05/generacion-y-usos-de-las-microondas.html

http://legramex.blogspot.com/2010/05/microondas.html

http://legramex.blogspot.com/2010/05/ruido-termico.html

http://legramex.blogspot.com/2010/05/ruido-de-cuantificacion.html

http://legramex.blogspot.com/2010/05/ruido.html

http://legramex.blogspot.com/2010/05/telediafonia.html

http://legramex.blogspot.com/2010/05/paradiafonia.html


Atte Marlon Guerredo

viernes, 28 de mayo de 2010

Informe sobre los efectos de las microondas en los seres vivos

Informe sobre los efectos de las microondas en los seres vivos

Sólo en los últimos años el hombre es plenamente consciente de los riesgos potenciales generados por su propia contaminación generada al medio ambiente. No sólo está comprendiendo el significado completo de los efectos que esto tiene sobre su salud, sino también la compleja cadena de acontecimientos que caracterizan los ecosistemas, de los cuales él forma parte.
Los contaminantes en general, se pueden dividir en dos grupos principales, según su origen:

  • Contaminación humana

  • Contaminación natural.

Estamos interesados en lo que creemos que será uno de los mayores problemas para la humanidad en un futuro no muy lejano, el de la contaminación de microondas del medio ambiente por las fuentes de microondas producidas por el hombre.


FUENTES DE MICROONDAS:

El término microondas se refiere a la longitud de onda. El término se utiliza para describir la parte del espectro electromagnético, que van desde unos 30 centímetros a unos 3 milímetros (es decir, a partir de 1 GHz a 100 GHz en términos de frecuencia.
.
Las microondas son ampliamente utilizadas. Algunas aplicaciones típicas incluyen:

1. Seguimiento y navegación (instalaciones de radar).
2. Comunicaciones, es decir, teléfono y transmisión de televisión (por tierra y por satélite ).
3. Investigación, es decir, la radioastronomía, la espectroscopia, microondas aceleradores de electrones
4. Aparatos industriales, es decir, MWovens, liofilizadores, autoclaves, etc.
5. Electrodomésticos, es decir, los hornos microondas.

Dado que la mayoría de los usos anteriores requieren dispositivos muy costosos en el empleo de energía, como klistrones y magnetrones, tienen usos sólo industriales, militares y en centros de investigación, que son los que pueden costear estas costosas instalaciones. Sin embargo, la aparición de nuevos tipos de generadores eléctricos, introducidas durante los últimos años, es muy probable que cambie drásticamente esta situación. Los nuevos generadores son del tipo de estado sólido y son considerablemente más baratos que los anteriores. Incluyen:

1. Osciladores Gunn
2.- Diodos de limitación de carga
3. Diodos de lectura
4. Diodos IMPATT

Estos dispositivos funcionan prácticamente con baterías y su coste se prevé que caerá a unos pocos dólares en los próximos años. Son fiables y aunque su potencia de salida está en la actualidad limitada a menos de 1 vatio en la mayoría de los casos, es sólo cuestión de tiempo antes de que la tecnología de estado sólido avance hasta conseguir dispositivos de mucha mayor potencia, por lo que podemos anticipar que los dispositivos microondas serán ampliamente utilizados en un futuro próximo. La proliferación sin control de dispositivos microondas va a aumentar considerablemente la radiación ambiental, siendo muy compleja e impredecible la forma en lo que lo hará.

El objeto de este informe es llamar la atención sobre las amenazas potenciales que el uso no controlado e irresponsable de estos aparatos podría suponer para los seres humanos, los animales y la vegetación, mencionado de pasada algunos de las principales fuentes de radiación microondas:

1. usos domésticos y privados de los dispositivos de microondas, es decir, hornos microondas, etc
2. El uso en los automóviles de los sistemas de radar para evitar colisiones, etc.
3. Sistemas de señalización de tráfico
4. Antenas
5. Comunicaciones en tierra donde se requiera la necesidad de repetidores muy próximos entre sí
debido a la atenuación.
6. Grandes comunicaciones terrestres por satélite


                                                                          




CONSIDERACIONES BIOLOGICAS DE LAS RADIACIONES DE MICROONDAS:

En vista de la falta de conocimientos sobre los efectos biológicos de la radiación de microondas, las siguientes acciones deben ser realizadas:
1. Un estudio sistemático de los efectos biológicos de la radiación debe ser iniciado.
2. Los niveles máximos permitidos de radiación para los trabajadores profesionales y el público en general deben establecidos.



Amplios estudios controvertidos pero no concluyentes se han llevado a cabo en ambas áreas, Una excelente fuente de referencias hasta 1965 fue establecido por Pressman. Desde entonces han salido otras muchas publicaciones sobre el tema, entre ellas nuestras contribuciones.
La interacción de las microondas con la vida es un tema de gran complejidad. Aún queda mucho trabajo por hacer para comprender los efectos producidos por niveles bajos de radiación.

En el estudio de los efectos de las microondas se deben tener en cuenta dos factores:

  • el nivel de energía radiante

  • el tiempo de exposición

Los niveles de radiación se puede dividir en dos categorías:
1. Térmico
2. No térmico.


Esta división requiere algunas aclaraciones. La irradiación por intensidades por debajo de 10 mW / cm2 se considera atérmica (no térmica), ya sea general o local con irradiación de los seres humanos y animales.

En un nivel de potencia de 10 W m / cm2, la energía transformada en calor en el cuerpo es aproximadamente igual a la pérdida de calor por centímetro cuadrado de superficie corporal de los seres humanos y animales de sangre caliente en condiciones ambientales normales.

Además, los efectos relacionados con el tiempo de exposición se puede dividir en dos categorías:
– a corto plazo
– a largo plazo.


El tiempo de exposición y el nivel de energía de la radiación, junto con los efectos biológicos observados son tres de los factores que determinan los niveles máximos permisibles de radiación.


                                                         Romero M; Loren A. C.I: 18762881
                                                         CRF



Las Microondas


Las Microondas

Se usan en el radar y otros sistemas de comunicación, así como en el análisis de detalles muy finos de la estructura atómica y molecular. Se generan mediante dispositivos electrónicos.Son ondas de radio de alta frecuencia y por consiguiente de longitud de onda muy corta, de ahí su nombre.

Tienen la propiedad de excitar la molécula de agua, por consiguiente se utilizan en los hornos de microondas para calentar alimentos que contengan este líquido.

Las microondas están situadas entre los rayos infrarrojos (cuya frecuencia es mayor) y las ondas de radio convencionales. Su longitud de onda va aproximadamente desde 1 mm hasta 30 cm. Las microondas se generan con tubos de electrones especiales como el klistrón o el magnetrón, que incorporan resonadores para controlar la frecuencia, o con osciladores o dispositivos de estado sólido especiales.

Las microondas tienen muchas aplicaciones: radio y televisión, radares, meteorología, comunicaciones vía satélite, medición de distancias, investigación de las propiedades de la materia o cocinado de alimentos.
Las microondas pueden detectarse con un instrumento formado por un rectificador de diodos de silicio conectado a un amplificador y a un dispositivo de registro o una pantalla.

La Radiación de Fondo de Microondas es una radiación de baja temperatura que llega a la superficie de la Tierra desde el espacio. Recibe este nombre porque constituye un fondo de radiación de todas las direcciones del espacio, incluso de aquéllas en las que no hay ningún objeto. Arno Penzias y Robert W. Wilson fueron los primeros en detectarla y darla a conocer en 1965. De acuerdo con la teoría de gran aceptación, esta radiación es lo que queda de las elevadísimas temperaturas propias de los primeros momentos del Big Bang.

En 1945 Percy Spencer, un científico americano, descubrió las posibilidades culinarias de las microondas al preparar con éxito palomitas de maíz.

Las microondas son como estamos analizando en este estudio, ondas electromagnéticas de la misma naturaleza que las ondas de radio, luz visible o rayos X. Lo que diferencia a cada una de las ondas del espectro electromagnético es su frecuencia (o de forma equivalente su longitud de onda).

Así por ejemplo:
Las Ondas de radio FM comercial oscilan entre 88 MHz y 108MHz
Las Ondas de luz visible están rondando entre 750 THz (violeta) a 428 THz (rojo)
Las Microondas tienen: de 100 MHz a 100 GHz
Las microondas utilizadas en muchos de los hornos tienen una frecuencia de 2,45 GHz.
Las comunicaciones y el radar son otras dos aplicaciones de las microondas.

Las microondas, en un electrodoméstico "microondas" el proceso que se genera y que permite calentar a los alimentos, tiene la explicación siguiente:

Los alimentos en general contienen agua en una proporción elevada. El agua está formada por moléculas polares. Esto quiere decir que podemos considerar la molécula de agua como una estructura con dos polos en los extremos, uno positivo y el otro negativo.

Las microondas son capaces de tirar de los polos de las moléculas polares forzándolas a moverse. El sentido en que las microondas tiran de las moléculas cambia 2450000000 veces por segundo. Esta interacción entre microondas y moléculas polares provocan el giro de éstas.
Las microondas hacen rotar más o menos eficientemente al resto de moléculas polares que hay en los alimentos además del agua. Las microondas sin embargo no tienen ningún efecto sobre las moléculas apolares (sin polos), por ejemplo los plásticos. Tampoco ejercen efecto sobre sustancias polares en las que las partículas que las forman no tienen movilidad. En este grupo estaría el agua sólida, la sal común, la porcelana o el vidrio,

Una vez que las moléculas de agua presentes en los alimentos comienzan a girar, pueden transferir parte de esta energía mediante choques con las moléculas contiguas. Este mecanismo hará que por conducción todo el alimento acabe calentándose.

Una red de área local por radio frecuencia o WLAN (Wireless LAN) puede definirse como una red local que utiliza tecnología de radiofrecuencia para enlazar los equipos conectados a la red, en lugar de los cables coaxiales o de fibra óptica que se utilizan en las LAN convencionales cableadas, o se puede definir de la siguiente manera: cuando los medios de unión entre sus terminales no son los cables antes mencionados, sino un medio inalámbrico, como por ejemplo la radio, los infrarrojos o el láser.

La tecnología basada en microondas se puede considerar como la más madura, dado que es donde se han conseguido los resultados más claros. La basada en infrarrojos, por el contrario, se encuentra de momento menos desarrollada, las distancias que se cubren son sensiblemente más cortas y existen aún una importante serie de problemas técnicos por resolver. Pese a ello, presenta la ventaja frente a las microondas de que no existe el problema de la saturación del espectro de frecuencias, lo que la hace tremendamente atractiva ya que se basa en un "espacio libre" de actuación.
Obtenido de: http://especptroelectromagnetico.blogspot.com/2007/04/las-microondas.html
                                  Romero M; Loren A. C.I:18762881
                                                                                                                      CRF


TMW Microondas

TMW Microondas



                                                                                     Mikrowellentechnik


Descripción del sistema:

El sistema de entrenamiento en microondas ha sido concebido con el fin de transmitir conocimientos básicos de la tecnología de hiperfrecuencias a través de ejercicios prácticos. En el paquete básico, se hace énfasis en la propagación de las ondas, tanto en las guías de ondas como al aire libre, estudiándose la influencia que ejercen diversos materiales en la propagación de las ondas o en su atenuación. Asimismo, se establecen los cimientos para comprender cómo funcionan los diferentes componentes de las guías de ondas en el control del flujo de energía. El paquete básico consta de una guía de ondas con diferentes componentes en la banda X, los cuales pueden ser acoplados unos a otros mediante un sistema de fijación instantánea. Esto permite realizar los montajes en el laboratorio de forma más rápida y segura al no ser necesario el tedioso atornillado de los componentes de la guía de ondas en el sistema. Para el montaje estable sobre la mesa de trabajo, se dispone de los soportes ajustables en altura que pueden ser insertados en la parte inferior de los componentes de la guía de ondas. Como generador de hiperfrecuencias se utiliza un oscilador Gunn con circuito resonante sintonizable para la frecuencia de emisión. Para efectuar mediciones con el paquete básico puede utilizarse un osciloscopio o un sistema de medición asistido por PC.

Contenido de los experimentos:
TMW Tecnología de microondas
La serie de experimentos "Microondas" forma parte del complejo didáctico "Alta frecuencia" y cubre los siguientes puntos:

El oscilador Gunn como generador de hiperfrecuencias
Propagación de las microondas en guías de ondas
Medición de longitudes de onda en guías de ondas
Medición de la relación de onda estacionaria (ROE)
Medición de la impedancia
Las guías de ondas y su funcionamiento (cavidades resonantes, acopladores en cruz, ...)
Medición de la frecuencia
Modulación y demodulación de una portadora de microondas
Propagación de las ondas al aire libre
Conexión con el ordenador
La utilización de la interfaz Uni-Tr@in-I, asistida por ordenador, facilita enormemente muchas de las mediciones. Para realizar mediciones al aire libre, con la tecnología de microondas, se han creado, especialmente, instrumentos virtuales para PC con sistemas operativos MS Windows, que permiten trabajar con varios montajes experimentales en el laboratorio. La conexión de la interfaz de medición al ordenador se realiza mediante el puerto USB o el puerto serie.

Romero M; Loren A. C.I: 18762881
CRF


Una Aportacion Mexicana a los Sistemas de Telecomunicaciones


Una aportación mexicana a los sistemas de telecomunicaciones:


Científicos de la BUAP desarrollan nuevos materiales para fabricar semiconductores. Mejoran transmisiones satelitales

Los semiconductores, como los diodos y transistores, son componentes indispensables en la moderna industria electrónica y su demanda aumenta. Ante ello, un grupo de investigadores de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP) experimenta con nuevos materiales y procedimientos para fabricar uno a más bajo costo.


Especialistas del Centro de Investigaciones en Dispositivos Semiconductores del Instituto de Ciencias de la BUAP, que son liderados por el doctor Javier Martínez Juárez, aunaron una nueva técnica de elaboración con una combinación ternaria de elementos químicos (antimoniurio de galio más aluminio) para desarrollar a nivel de laboratorio el nuevo componente.

Este innovador proceso de la BUAP permite fabricar dispositivos como fotodetectores o fototransmisores (detectores y emisores de luz) con mucho más ventajas ópticas y electrónicas respecto a los que ya se producen comercialmente; además de mejores características estructurales en las películas semiconductoras que los revisten.
Los elementos semiconductores como los usados en el experimento tienen una gran versatilidad, ya que actúan como conductores eléctricos o bien como aislantes, en función de la temperatura del medio ambiente que los rodea. Esto les confiere una amplia utilidad industrial, sobre todo en la manufactura de piezas ópticas y electrónicas.
Los fototransmisores y los fotodetectores (ambos son dispositivos semiconductores) se emplean en algunas aplicaciones que incluyen las telecomunicaciones por vía satelital.
Es en este campo donde los especialistas de la BUAP buscan hacer su mayor contribución, pues con el antimoniurio de galio podrán producir piezas con una mayor sensibilidad y capacidad de acoplamiento a ciertas frecuencias.

"Ya logramos transmitir señales satelitales de audio y video con apoyo de láseres y fibra óptica, de modo que este nuevo material semiconductor abre un mundo de posibilidades", anticipa el doctor Martínez Juárez.
Enlaces satelitales

El empleo de láseres en las telecomunicaciones vía satélite para hacer más óptima la transmisión y recepción de información como audio, video u otros datos (en lugar de ondas de radio en el espectro de las microondas) es una aplicación novedosa de los semiconductores, que los expertos en tecnología han comenzado a explorar recientemente.
Un ejemplo es el intercambio de señales que tuvo lugar hace poco más de un año entre los satélites Terra SAR-X (Alemania) y otro perteneciente a la Agencia de Defensa Antimisiles de Estados Unidos, en la cual por primera vez se utilizó el láser para esta clase de interacción.

Resultó que los haces luminosos cubrieron casi 5 mil kilómetros de distancia entre ambos artefactos sin ningún error y con una "carga" de datos que fue equivalente a la que contienen 400 DVD estándar por hora.

Esto representa una eficiencia en la transmisión de datos unas 100 veces mayor de la que hasta ahora es posible lograr con la utilización de sistemas de microondas y en el futuro podría aplicarse no sólo a las comunicaciones terrestres, sino también a las espaciales, para hacer enlaces en tiempo real con otros cuerpos del Sistema solar, como Marte, por ejemplo.

Esto beneficiaría la labor de los equipos científicos que en sus laboratorios controlan y dan seguimiento al gran cúmulo de datos enviado por las sondas espaciales, robots o naves no tripuladas acerca de los lugares donde exploran.

Para explicar este trabajo, el doctor Martínez Juárez evoca los elementos que intervienen en las telecomunicaciones actuales basadas en microondas: "la fuente emisora de radio se sustituye con el láser; el espacio (por donde viajan las ondas) con fibra óptica y el receptor se cambia por un fotodetector".
El también doctor en ciencias con especialidad en ingeniería eléctrica dice que "cuando todos estos elementos se acoplan adecuadamente a una misma frecuencia se logran transmisiones de datos muy eficientes".

Sin embargo, el profesor de posgrado en la BUAP aclara que todavía hay ciertas limitaciones, pues se han fabricado láseres que funcionan muy bien a 1.55 micras, rango en el que también la fibra óptica tiene las menores pérdidas de señal. El problema es que los fotodetectores hoy en uso no están a punto para recibir en ese lapso.
"Es como si quisiéramos sintonizar una estación de radio que transmite en 900 Khz de AM y ponemos la aguja del dial en los 890 Khz; a la mejor podemos captar la señal, pero será bastante distorsionada", por ello, apunta, las industrias en todo el mundo ahora tratan de fabricar un fotodetector que posea su máxima sensibilidad y mayor eficiencia en dicho rango (1.55 micras).

Producción viable
El antimoniurio de galio, a diferencia de otros materiales que ya desde hace décadas se utilizan para fabricar semiconductores (como el germanio o como el silicio) se ajusta "de manera natural" al rango de frecuencia antes mencionado, por lo cual podría ayudar a resolver el problema del acoplamiento de las señales satelitales.
Además, el proceso químico para obtenerlo (conocido también como epitaxia en fase líquida) es muy económico, ya que no requiere adaptar la infraestructura hoy utilizada en las industrias para armar otros dispositivos con materiales diferentes. Esto, eventualmente permitirá fabricarlo a nivel masivo sin mayores inversiones en equipo.
Por ello, los académicos de la BUAP seguirán probando con dispositivos hechos con el antimoniurio de galio y el aluminio hasta conseguir un sistema de transmisión que prescinda de los cables. "Aunque hay grupos industriales que investigan estas áreas, no existe en el mercado mundial un dispositivo con el mismo material y que tenga características similares", explica Martínez Juárez.
Es por eso que invita a los empresarios mexicanos a tener confianza y vincularse con los grupos de investigación nacionales que exploran estas líneas de trabajo, para de esta manera estimular los desarrollos propios y evitar la dependencia tecnológica. "Tal vez alguna industria interesada podría reforzarse en su infraestructura si decide fabricar estos semiconductores", comenta.

                                                                                                                 Romero M; Loren A. C.I: 18762881
                                                                                                                                                             CRF