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Sincronización de fase

La sincronización de fase es el proceso por el cual dos o más señales cíclicas tienden a oscilar con una secuencia repetitiva de ángulos de fase relativos. La sincronización de ...

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La sincronización de fase es el proceso por el cual dos o más señales cíclicas tienden a oscilar con una secuencia repetitiva de ángulos de fase relativos.

La sincronización de fase se aplica generalmente a dos formas de onda de la misma frecuencia con ángulos de fase idénticos en cada ciclo. Sin embargo, también puede aplicarse si existe una relación de frecuencia entera, de modo que las señales cíclicas compartan una secuencia repetitiva de ángulos de fase en ciclos consecutivos. Estas relaciones enteras se denominan lenguas de Arnold y se derivan de la bifurcación del mapa circular.

Un ejemplo de sincronización de fase de múltiples osciladores se puede observar en el comportamiento de las luciérnagas del sudeste asiático . [ 1 ] [ 2 ] Al anochecer, las moscas comienzan a emitir destellos periódicos con fases aleatorias y una distribución gaussiana de frecuencias nativas. Al caer la noche, las moscas, sensibles al comportamiento de las demás, comienzan a sincronizar sus destellos. Después de un tiempo, todas las luciérnagas dentro de un árbol determinado (o incluso un área más grande) comenzarán a emitir destellos simultáneamente en una ráfaga.

Si consideramos a las luciérnagas como osciladores biológicos , podemos definir la fase como 0° durante el destello y ±180° justo a la mitad del tiempo hasta el siguiente destello. Por lo tanto, cuando comienzan a parpadear al unísono, se sincronizan en fase.

También se han observado patrones de sincronización de fase (sincronización n:m) en la interacción de sistemas fisiológicos y orgánicos, por ejemplo, en la sincronización de fase cardíaca materno-fetal, [ 3 ] [ 4 ] la velocidad del flujo sanguíneo cerebral frente a la presión arterial periférica en el accidente cerebrovascular, [ 5 ] el acoplamiento corticomuscular [ 6 ] y cardiorrespiratorio [ 7 ] [ 8 ] con un grado de sincronización que cambia a través de los estados fisiológicos (sueño/vigilia, etapas del sueño) y los grupos de edad. [ 8 ] [ 9 ]

Una forma de mantener un oscilador local "sincronizado en fase" con un transmisor remoto utiliza un bucle de enganche de fase .

Véase también

Referencias

  1. ↑ Strogatz, Steven (2003). Sync: La ciencia emergente del orden espontáneo . Grand Central Publishing. ISBN 978-0-7868-6844-5.
  2. ↑ Pikovsky, Arkady; Rosenblum, Michael; Kurths, Jürgen (2001). Sincronización: Un concepto universal en las ciencias no lineales . Serie de ciencias no lineales de Cambridge. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-53352-2.
  3. ↑ Van Leeuwen, P.; Geue, D.; Thiel, M.; Cysarz, D.; Lange, S.; Romano, MC; Wessel, N.; Kurths, J.; Grönemeyer, DH (2009-08-18). "Influencia de la respiración materna controlada en la coordinación de la frecuencia cardíaca fetal-materna" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 106 (33): 13661– 13666. doi : 10.1073/pnas.0901049106 . ISSN 1091-6490 . PMC 2728950. PMID 19597150 .   
  4. ↑ Ivanov, Plamen Ch.; Ma, Qianli DY; Bartsch, Ronny P. (2009). "Sincronización de la fase del latido cardíaco materno-fetal" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 106 (33): 13641– 13642. Bibcode : 2009PNAS..10613641I . doi : 10.1073/pnas.0906987106 . PMC 2728945. PMID 19706494 .  
  5. ↑ Chen, Zhi; Hu, Kun; Stanley, H. Eugene; Novak, Vera; Ivanov, Plamen Ch (marzo de 2006). "Correlación cruzada de incrementos de fase instantáneos en fluctuaciones de presión-flujo: aplicaciones a la autorregulación cerebral" . Physical Review E. 73 ( 3 Pt 1 ) 031915. arXiv : physics/0508102 . Bibcode : 2006PhRvE..73c1915C . doi : 10.1103/PhysRevE.73.031915 . ISSN 1539-3755 . PMC 2140229. PMID 16605566 .   
  6. ↑ Tass, P.; Rosenblum, MG; Weule, J.; Kurths, J.; Pikovsky, A.; Volkmann, J.; Schnitzler, A.; Freund, H.-J. (1998-10-12). "Detección de bloqueo de fase n: m a partir de datos ruidosos: aplicación a la magnetoencefalografía" . Physical Review Letters . 81 (15): 3291– 3294. Bibcode : 1998PhRvL..81.3291T . doi : 10.1103/PhysRevLett.81.3291 . ISSN 0031-9007 . 
  7. ↑ Schäfer, Carsten; Rosenblum, Michael G.; Kurths, Jürgen; Abel, Hans-Henning (1998). "Latido cardíaco sincronizado con la ventilación" . Nature . 392 (6673): 239– 240. Bibcode : 1998Natur.392..239S . doi : 10.1038/32567 . ISSN 1476-4687 . PMID 9521318 .  
  8. 1 2 Bartsch, Ronny P.; Schumann, Aicko Y.; Kantelhardt, Jan W.; Penzel, Thomas; Ivanov, Plamen Ch. (2012-06-26). "Transiciones de fase en el acoplamiento fisiológico" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 109 (26): 10181– 10186. Bibcode : 2012PNAS..10910181B . doi : 10.1073/pnas.1204568109 . PMC 3387128. PMID 22691492 .  
  9. ↑ Bartsch, Ronny P.; Liu, Kang Kl; Ma, Qianli Dy; Ivanov, Plamen Ch (2014). "Tres formas independientes de acoplamiento cardiorrespiratorio: transiciones a través de las etapas del sueño" . Computing in Cardiology . 41 : 781–784 . ISSN 2325-8861 . PMC 4319215. PMID 25664348 .   

Tutorial sobre el cálculo del bloqueo de fase y la sincronización de fase en Matlab.