Electrónica Analógica



Introducción


Analógica se refiere a lo continuo y real. El mundo en el que vivimos es de naturaleza analógica, lo que implica que está lleno de posibilidades infinitas. La cantidad de olores que podemos sentir, la cantidad de sonidos que podemos escuchar o la cantidad de colores con los que podemos pintar; todo es infinito. Las personas que trabajan en el campo de la electrónica analógica se ocupan básicamente de dispositivos y circuitos analógicos.

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¿Qué es la Electrónica Analógica?


La electrónica analógica es una rama de la electrónica que se ocupa de señales continuamente variables. Se usa ampliamente en equipos de radio y audio junto con otras aplicaciones donde las señales se derivan de sensores analógicos antes de convertirse en señales digitales para su posterior almacenamiento y procesamiento. Aunque los circuitos digitales se consideran una parte dominante del mundo tecnológico actual, algunos de los componentes más fundamentales de un sistema digital son en realidad de naturaleza analógica.

Características de la Electrónica analógica:



Ruido


El efecto del ruido sobre un circuito analógico es una función del nivel de ruido. Cuanto mayor es el nivel de ruido, más se perturba la señal analógica, que poco a poco se vuelve menos utilizable. Por ello, se dice que las señales analógicas «fallan con gracia». Las señales analógicas pueden seguir conteniendo información inteligible con niveles de ruido muy elevados. Los circuitos digitales, en cambio, no se ven afectados por la presencia de ruido hasta que se alcanza un determinado umbral, momento en el que fallan de forma catastrófica. En el caso de las telecomunicaciones digitales, es posible aumentar el umbral de ruido con el uso de esquemas y algoritmos de codificación de detección y corrección de errores. Sin embargo, sigue habiendo un punto en el que se produce un fallo catastrófico del enlace.

En la electrónica digital, como la información está cuantificada, mientras la señal se mantenga dentro de un rango de valores, representa la misma información. En los circuitos digitales, la señal se regenera en cada compuerta lógica, disminuyendo o eliminando el ruido. En los circuitos analógicos, la pérdida de señal puede regenerarse con amplificadores. Sin embargo, el ruido es acumulativo en todo el sistema y el propio amplificador se sumará al ruido según su factor de ruido.

Precisión


Hay una serie de factores que afectan a la precisión de una señal, principalmente el ruido presente en la señal original y el ruido añadido por el procesamiento. Los límites físicos fundamentales, como el ruido de disparo de los componentes, limitan la resolución de las señales analógicas. En la electrónica digital, la precisión adicional se obtiene utilizando dígitos adicionales para representar la señal. El límite práctico en el número de dígitos viene determinado por el rendimiento del convertidor analógico a digital (ADC), ya que normalmente se pueden realizar operaciones digitales sin pérdida de precisión. El ADC toma una señal analógica y la transforma en una serie de números binarios.

El ADC puede utilizarse en dispositivos de visualización digital sencillos, por ejemplo, termómetros o medidores de luz, pero también puede emplearse en la grabación digital de sonido y en la adquisición de datos. Sin embargo, un convertidor digital-analógico (DAC) se utiliza para convertir una señal digital en una señal analógica. Un DAC toma una serie de números binarios y la convierte en una señal analógica. Es habitual encontrar un DAC en el sistema de control de ganancia de un Amplificador Operacional, que a su vez puede utilizarse para controlar amplificadores y filtros digitales.

Dificultad del Diseño


Los circuitos analógicos suelen ser más difíciles de diseñar y requieren más habilidad que los sistemas digitales comparables para conceptualizarlos. Esta es una de las principales razones por las que los sistemas digitales se han vuelto más comunes que los dispositivos analógicos. Un circuito analógico suele diseñarse a mano, y el proceso está mucho menos automatizado que el de los sistemas digitales.

Desde principios de la década de 2000, se han desarrollado algunas plataformas que permiten definir el diseño analógico mediante software, lo que permite una creación de prototipos más rápida. Sin embargo, si un dispositivo electrónico digital va a interactuar con el mundo real, siempre necesitará una interfaz analógica. Por ejemplo, todo receptor de radio digital tiene un preamplificador analógico como primera etapa de la cadena de recepción.

Señales Análogas


Antes de continuar con las señales analógicas, comprendamos el significado simple de una señal. En ingeniería eléctrica, las señales son básicamente cantidades variables en el tiempo (generalmente voltaje o corriente). Entonces, cuando hablamos de señal, significa que estamos hablando de un voltaje que cambia con el tiempo.

Las señales se pasan entre dispositivos para obtener o enviar información en forma de audio, video o datos codificados. La transmisión se realiza a través de cables o vía aérea a través de ondas de radiofrecuencia. Por ejemplo, las señales de audio se transfieren desde la tarjeta de audio de la computadora a los altavoces, mientras que las señales de datos entre una tableta y un enrutador Wi-Fi pasan por el aire.

Las señales analógicas utilizan atributos del medio para transmitir la información de la señal. Por ejemplo, un barómetro aneroide utiliza la posición angular de una aguja para transmitir los cambios en la presión atmosférica. Las señales toman cualquier valor de un rango dado y cada valor de señal denota información diferente. Cada nivel de señal significa un nivel diferente del fenómeno y cualquier cambio en la señal es significativo.

Es bastante fácil determinar si un gráfico de señal es analógico o digital. El primero es suave y continuo, mientras que el segundo es de borde y aparece en forma de cuadrados escalonados. A continuación se muestra un gráfico de señal analógica que representa el cambio de voltaje con el cambio de tiempo.

Señales Analógicas y Digitales

A continuación se mostrará un video sobre los componentes electrónicos básicos para completar la información:


Conclusión


El futuro de la electrónica analógica está llamado a ser testigo de una mezcla de componentes analógicos y digitales en la industria. La electrónica analógica ofrece un diseño muy elegante con muchos componentes y actuaría efectivamente como un impulso al mundo digital. Sin técnicas, procesos y subsistemas analógicos, los sistemas digitales modernos carecerían de medios de alimentación, entrada y salida. Se dice que el futuro de lo analógico es más brillante ahora que nunca. La tecnología electrónica moderna desempeñará un papel cada vez más importante en la calidad y variedad de las vidas. El papel de lo analógico no hará más que aumentar a medida que la gente se aísle más con la última tecnología.