Por favor, pasa a la sección titulada El teléfono, la radio y la televisión. [pausa]

Transcripción

1 Por favor, pasa a la sección titulada El teléfono, la radio y la televisión. [pausa] En esta sección, aprenderás cómo los teléfonos, las radios y las televisiones transmiten y reciben señales. Verás que las señales de radio y televisión se emiten usando ondas electromagnéticas. También examinarás cómo se reciben estas señales y se convierten en sonidos e imágenes. Qué clase de información retransmiten los satélites de telecomunicaciones por todo el mundo? Parte es información vital para los negocios. Parte es información secreta gubernamental y militar. Sin embargo, gran parte de la información, consiste en programación de radio y televisión y en conversaciones telefónicas. Echemos un vistazo a cómo son enviadas y recibidas las señales por los teléfonos. La Figura 10 muestra los componentes básicos de un aparato telefónico. Cuando hablas por teléfono, un transductor convierte las ondas sonoras de tu voz en una señal eléctrica. Este transductor es el micrófono en la boquilla de micrófono del teléfono. Otro transductor, un altavoz, vuelve a convertir la señal eléctrica en ondas sonoras de modo que puedes oír la voz procedente del auricular. Un micrófono de electretes vibra con las ondas sonoras, creando una señal analógica. Los teléfonos más recientes usan un micrófono de electretes. En este tipo de micrófono, hay una membrana cargada eléctricamente montada sobre un electrete, que es un material que tiene una carga eléctrica constante. Esta membrana vibra hacia arriba y hacia abajo con las ondas sonoras de tu voz. El movimiento hacia arriba y hacia abajo de la membrana crea un campo eléctrico cambiante, que produce una señal eléctrica analógica que corresponde a tu voz. Entonces, esta señal se transmite en forma de corrientes eléctricas variables entre tu teléfono y el teléfono de la persona con quien estás hablando. Por favor, pasa a la página siguiente. [pausa] Communication Technology 11

2 Cuando tu amigo tiene una llamada telefónica, la señal eléctrica llega al teléfono de tu amigo. Mientras tu amigo escucha, la señal eléctrica entrante se desplaza a través de una bobina de alambre. Esta bobina está sujeta a una membrana delgada llamada cono de altavoz. La bobina de alambre está situada en un campo magnético constante y se puede mover hacia atrás y hacia adelante. La corriente eléctrica variable de la señal crea un campo magnético variable. Este campo magnético variable interactúa con el campo magnético constante, lo que provoca que la bobina se mueva hacia atrás y hacia adelante. A su vez, el cono de altavoz se mueve de la misma manera. El movimiento del cono de altavoz crea ondas sonoras en el aire que corresponden al sonido de tu voz. Los altavoces de las radios, las televisiones y los sistemas estéreo funcionan de la misma manera. Los mensajes telefónicos se envían a través de un medio en la transmisión física. Los mensajes telefónicos se pueden transmitir como llamadas de voz, faxes o datos informatizados. Pero, cómo llegan los mensajes al lugar correcto? Cuando haces una llamada, se transmite la señal por un par de alambres hasta una estación local. Los alambres telefónicos llegan a la estación y salen de ella en agrupaciones llamadas cables, que están pegados a los polos o circulan subterráneamente. El equipo de conmutación de la estación detecta el número al que llamas. Piensa en lo que ocurre cuando estás llamando a alguien que vive cerca, como un vecino. El equipo de conmutación envía la señal hacia abajo por los alambres que conectan tu teléfono, a través de la estación, con el teléfono de tu vecino. Cuando la señal llega al teléfono de tu vecino, el teléfono suena. Y, cuando tu vecino descuelga el teléfono, se completa el circuito. Communication Technology 12

3 A veces, las conversaciones telefónicas recorren sólo una corta distancia por alambre y, entonces, las conversaciones se transportan más lejos mediante la luz a través de cables de fibra óptica. En este caso, la corriente del alambre está conectada a un diodo láser, donde las variaciones de corriente provocan que la luz láser se encienda y se oscurezca. De este modo, la señal eléctrica se convierte en una señal de luz o señal óptica que circula por una fibra óptica hasta su destino. En su destino, un sensor vuelve a convertir la luz en una señal eléctrica. La transmisión de señales por medio de alambres o fibras ópticas se llama transmisión física. Los mensajes que recorren distancias mayores se envían por transmisión atmosférica. Las llamadas a larga distancia se pueden transmitir por cables de alambre o de fibra óptica. Aunque, en muchos casos, las llamadas a larga distancia se envían a través de la atmósfera usando la radiación de microondas. La transferencia de información por medio de ondas electromagnéticas a través de la atmósfera o del espacio se llama transmisión atmosférica. Mira la página siguiente. [pausa] La Figura 11 muestra que para las llamadas de larga distancia se puede usar una transmisión física, una transmisión atmosférica o una combinación de las dos. Cuando haces una llamada, se usan ordenadores para hallar el camino más directo para canalizar la llamada. Si el sistema telefónico está muy ocupado, puede que los ordenadores canalicen tu llamada indirectamente a través de una combinación de cables y enlaces de microondas. Tu llamada a unas 100 millas de distancia podría recorrer de hecho miles de millas. Los teléfonos celulares transmiten mensajes en forma de ondas electromagnéticas. Un teléfono celular es exactamente un pequeño transmisor y receptor de radio, llamado también transceptor. Los teléfonos celulares comunican con una serie de antenas que están instaladas en torres o edificios altos. El área cubierta por cada antena se llama célula. Communication Technology 13

4 A medida que el usuario de un teléfono celular se mueve de una célula a otra, el teléfono pasa a comunicarse con la antena siguiente. Puede que el usuario ni siquiera se dé cuenta del cambio. Siempre que el teléfono celular no esté demasiado lejos de una antena celular, el usuario puede hacer y recibir llamadas. Un teléfono inalámbrico también es un transceptor de ondas de radio. El teléfono envía señales y recibe señales de su estación base, que también es un transceptor. La estación base pasa la señal a una línea telefónica estándar. Por favor, pasa a la página siguiente. [pausa] La primera transmisión de una señal a larga distancia usando ondas radioeléctricas se hizo a través del Canal de la Mancha en 1899 usando el código Morse. En esa época, las señales se enviaban en código Morse. Durante los 20 años siguientes, todas las transmisiones de radio se enviaban en código Morse. Hasta 1918 no se pudieron enviar mensajes por el aire usando ondas radioeléctricas. En 1920, la primera emisora de radio, la KDKA de Pittsburgh, Pennsylvania, salió al aire usando ondas radioeléctricas para emitir señales sonoras. En la emisión de radio, las ondas sonoras se convierten en ondas electromagnéticas. Una señal de emisión de radio comienza como una señal sonora o señal audio. Esta señal sonora primero se convierte en una corriente eléctrica variable desde un micrófono, un lector de cintas, o un lector de CDs. La corriente variable es el análogo de las ondas sonoras de la fuente de voz o de música. La Figura 12 muestra un ejemplo de señal audio analógica. Un micrófono sólo es capaz de producir una señal débil, que tiene que ser amplificada, o aumentada de potencia. Una señal se puede amplificar usando un aparato electrónico llamado amplificador. Communication Technology 14

5 Una vez amplificada, una señal está preparada para ser emitida usando un transmisor en la emisora de radio. La parte visible del transmisor es una antena. El transmisor también contiene circuitos eléctricos que incluyen un oscilador. El oscilador produce una onda portadora, una señal de frecuencia y amplitud constantes, como se muestra en la Figura 12B. Los números que ves en el dial de tu radio corresponden a la frecuencia de la onda portadora. Puedes imaginar la onda portadora como la onda sobre la que irá montada la señal audio a emitir. El cambio de volumen del sonido aparece en la señal audio en términos de amplitud cambiante y los diversos tonos de un sonido se representan mediante frecuencias distintas. La señal audio y la señal portadora se reúnen en un circuito especializado en el transmisor. Aquí se combinan y el resultado es una señal que tiene una frecuencia constante pero una amplitud variable que es configurada o modulada por la señal audio, como se muestra en Figura 12C. Este proceso se denomina modulación de amplitud. Mira la página siguiente. [pausa] Muchas ondas portadoras de emisión se modulan de dos maneras: por modulación de amplitud, A-M, o por modulación de frecuencia, F-M. En la modulación de amplitud, la señal audio aumenta y disminuye la amplitud de la onda portadora en una pauta que ajusta la señal audio. En la modulación de frecuencia, la señal audio afecta a la frecuencia de la onda portadora, cambiándola a una pauta que ajusta la señal audio. Las antenas transmiten y reciben ondas electromagnéticas. Una emisora de radio genera ondas electromagnéticas desde su antena transmisora. Las ondas radioeléctricas se crean cuando las cargas eléctricas se mueven hacia atrás y hacia adelante por la longitud de la antena. Cuando estas ondas portadoras radioeléctricas se modulan con la señal, la señal se emite sobre la onda portadora. Communication Technology 15

6 El camino que siguen las ondas radioeléctricas para llegar a los receptores depende de la frecuencia de transmisión. Las transmisiones de frecuencia más altas sólo pueden seguir una línea recta simple. Esto se llama transmisión con visibilidad directa. Para recibir una señal de emisoras de radio de F-M, que emiten a frecuencias altas entre 88 y 108 megahercios, tu radio debe estar situado a una distancia inferior al horizonte desde las antenas emisoras. Este requisito de situación limita normalmente a las emisoras de radio de F-M a una franja de emisión de entre 25 y 50 millas aproximadamente. Por otra parte, puedes recibir señales de emisoras de A-M que están a una distancia mucho mayor de 50 millas. Las frecuencias A-M de radio, que están entre 540 y 1,700 kilohercios, pueden viajar como ondas de superficie o como ondas ionosféricas. Las ondas de superficie son similares a las transmisiones con visibilidad directa. Pero, a diferencia de las transmisiones con visibilidad directa, las ondas de superficie también pueden seguir la curvatura de la Tierra algo más allá del horizonte visible. Las ondas ionosféricas son ondas que se propagan desde la antena al cielo y son reflejadas en la atmósfera superior. Dentro de estas capas atmosféricas, hay varias regiones de partículas cargadas. Las ondas ionosféricas son reflejadas por estas capas de la atmósfera y devueltas a la Tierra. Entonces, determinadas señales A-M potentes que usan ondas ionosféricas se pueden recibir a miles de millas de distancia de su punto de emisión. Los receptores de radio vuelven a convertir las ondas electromagnéticas en sonido. La antena de un receptor de radio funciona como un transductor. Cuando las ondas radioeléctricas tocan una antena, las ondas producen corrientes eléctricas débiles que corresponden a la señal de radio original. Ya que las ondas radioeléctricas de muchas emisoras pueden tocar la antena al mismo tiempo, cada emisora emite con una frecuencia portadora exclusiva. Tienes que ajustar el circuito de la antena con un sintonizador para que el radio responda solamente a la frecuencia de la emisora que quieres oír. Una vez sintonizada, el radio amplifica la señal eléctrica producida por las ondas radioeléctricas que tocan la antena. Communication Technology 16

7 Por favor, pasa a la página siguiente. A continuación, toda la señal es enviada a un detector, como se muestra en la Figura 13. El detector puede separar la señal eléctrica original de la onda portadora. Entonces, la señal original va a un amplificador que aumenta mucho la potencia de la señal. Finalmente, la señal amplificada se envía a un altavoz donde se recrea el sonido emitido originalmente por la emisora. La Figura 13 muestra el camino que sigue una señal de radio emitida entre una antena y un altavoz de radio. Primero, el receptor vuelve a modular las ondas radioeléctricas en corrientes eléctricas. Las corrientes pasan por un amplificador y, luego, pasan a un detector. En este momento, la señal contiene la señal audio y la onda portadora. La onda portadora tiene una frecuencia mucho más alta que la señal eléctrica original. En consecuencia, se pueden separar fácilmente las dos señales mediante el detector. La señal audio separada va entonces a otro amplificador, que aumenta la potencia de la señal. Finalmente, la señal amplificada se envía a un altavoz, que recrea el sonido que fue emitido originalmente. Los aparatos de televisión vuelven a convertir las ondas electromagnéticas en imágenes y sonidos. Las señales de televisión también se reciben mediante una antena. Cuando seleccionas un canal, sintonizas la televisión a la frecuencia portadora de la emisora de tu elección. La señal portadora pasa a un detector, que separa las señales eléctricas audio y vídeo de la onda portadora. Las señales eléctricas audio se envían a un amplificador audio y a un altavoz, exactamente como se envían señales audio a una radio. La señal eléctrica vídeo de una televisión se usa para crear una imagen en la parte delantera de un tubo de imagen. Communication Technology 17

8 El tubo de imagen de una televisión en blanco y negro es un gran tubo de rayos catódicos, o C-R-T. Un C-R-T produce un haz de electrones desde un cátodo cargado negativamente. Este haz de electrones se dirige hacia la parte delantera del tubo que está cubierta con fósforos, que están hechos de un material que se ilumina al tocarle un haz de electrones. Los electroimanes dispuestos alrededor del cuello del tubo guían el haz de electrones a través de la parte delantera cubierta de fósforo. El haz en movimiento enciende los fósforos en una pauta que recrea la imagen tomada por la cámara de televisión. Cada paso del haz se llama línea de barrido. En los Estados Unidos, cada imagen completa de televisión está formada por 525 líneas de barrido. Por favor, mira la página siguiente. [pausa] La Figura 14 muestra un tubo de imagen en color. Un tubo de imagen en color produce tres haces de electrones, un haz por cada uno de los colores primarios de la luz. Estos colores primarios son rojo, azul y verde. Los fósforos de la parte delantera del tubo se iluminan en rojo, azul, o verde y se organizan en grupos de tres puntos, uno de cada color. Cada grupo de tres puntos se llama píxel. Un píxel es el componente más pequeño de una imagen producida electrónicamente. Se puede usar uno de dos métodos de estudio para asegurarse de que el haz para el rojo toca solamente los fósforos rojos. Un método de estudio usa una pantalla con agujeros, llamada máscara de sombras. La máscara de sombras está justo detrás de la parte delantera del tubo. El haz para cada color pasa a través de un agujero de la máscara de sombras en un ángulo. De este modo, el haz toca solamente el fósforo que ilumina el color correcto. Un segundo método de estudio es usar un sólo haz de electrones que se desvía hacia el fósforo del color correcto mediante una red de alambre cargada. Por favor, pasa por alto el apartado La Ciencia y el Consumidor de la próxima página y pasa a la página siguiente. Por favor, revisa los conceptos clave que están detallados en el Resumen. Communication Technology 18

9 Los teléfonos transforman las señales sonoras en señales eléctricas y transforman las señales eléctricas en sonido. Se pueden enviar señales mediante transmisión física o mediante transmisión atmosférica. Las señales modulan las ondas portadoras mediante modulación de amplitud y mediante modulación de frecuencia. ******************************** Communication Technology 19