Señal analógica

Una señal analógica ( inglés americano ) o señal analógica ( inglés británico y de la Commonwealth ) es cualquier señal , generalmente de tiempo continuo , que representa alguna otra magnitud, es decir, análoga a otra magnitud. Por ejemplo, en una señal de audio analógica , el voltaje instantáneo de la señal varía de manera análoga a la presión de las ondas sonoras . ^{[ 1 ]}

En cambio, una señal digital representa la magnitud original variable en el tiempo como una secuencia muestreada de valores numéricos cuantificados , generalmente, aunque no necesariamente, en forma binaria. El muestreo digital impone ciertas limitaciones de ancho de banda y rango dinámico a la representación y añade ruido de cuantificación .

El término señal analógica generalmente se refiere a señales eléctricas ; sin embargo, los sistemas mecánicos , neumáticos , hidráulicos y otros también pueden transmitir o considerarse señales analógicas.

Una señal analógica utiliza alguna propiedad del medio para transmitir la información de la señal. Por ejemplo, un barómetro aneroide utiliza la posición rotacional como señal para transmitir información sobre la presión. ^{[ 2 ]} En una señal eléctrica, el voltaje , la corriente o la frecuencia de la señal pueden variar para representar la información.

Cualquier información puede transmitirse mediante una señal analógica; dicha señal puede ser una respuesta medida a cambios en una variable física, como el sonido , la luz , la temperatura , la posición o la presión . La variable física se convierte en una señal analógica mediante un transductor . Por ejemplo, el sonido que incide sobre el diafragma de un micrófono induce fluctuaciones correspondientes en la corriente producida por una bobina en un micrófono electromagnético o en la tensión producida por un micrófono de condensador . Se dice que la tensión o la corriente son una señal analógica del sonido. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

Una señal analógica está sujeta a ruido electrónico y distorsión introducidos por los canales de comunicación , la grabación y el procesamiento de señales , lo que puede degradar progresivamente la relación señal-ruido (SNR). A medida que la señal se transmite, copia o procesa, el ruido inevitable introducido en la ruta de la señal se acumula como una pérdida de generación , degradando progresiva e irreversiblemente la SNR, hasta que, en casos extremos, la señal puede quedar saturada. El ruido puede manifestarse como silbido y distorsión de intermodulación en señales de audio, o como nieve en señales de vídeo . La pérdida de generación es irreversible, ya que no existe un método fiable para distinguir el ruido de la señal. Cabe destacar que, a pesar de una idea errónea común, las representaciones analógicas no proporcionan una resolución o precisión "infinitas", debido a la presencia inevitable de ruido (y, por lo tanto, de error) en cualquier sistema del mundo real.

La conversión de una señal analógica a formato digital introduce un ruido de cuantificación de bajo nivel en la señal debido a la resolución finita de los sistemas digitales. ^{[ 5 ]} Una vez en formato digital, la señal puede transmitirse, almacenarse y procesarse sin introducir ruido o distorsión adicionales mediante la detección y corrección de errores .

La acumulación de ruido en los sistemas analógicos se puede minimizar mediante el blindaje electromagnético , líneas balanceadas , amplificadores de bajo ruido y componentes eléctricos de alta calidad.

• Leach, WM (octubre de 1994). "Fundamentos del diseño de circuitos analógicos de bajo ruido". Actas del IEEE . 82 (10): 1515– 1538. doi : 10.1109/5.326411 .
• Pawelczyk, M. (marzo de 2009). "Control activo analógico del ruido acústico en una ubicación virtual". IEEE Transactions on Control Systems Technology . 17 (2): 465– 472. doi : 10.1109/TCST.2008.2000988 .
• Muncy, Neil (1995). "Susceptibilidad al ruido en sistemas de procesamiento de señales analógicas y digitales". Journal of the Audio Engineering Society . 43 (6): 435– 453. INIST 3575490 .