Sistema Digital

SISTEMAS ANALÓGICOS Y DIGITALES

Introducción a los Sistemas

En una primera aproximación se puede decir que un sistema es un conjunto de elementos que guardan algún tipo de relación. Esta definición es tan poco concreta que sirve para cualquier tipo de sistema.

Los elementos de un sistema pueden tener a su vez estructura de sistema. En este caso serían subsistemas del sistema al que pertenecen.

De lo anterior se desprende que según la escala que se emplee en la observación de un elemento, éste puede ser considerado como un sistema o subsistema

Una primera clasificación de los sistemas podría ser la siguiente. Existen sistemas naturales ( los generados por la naturaleza ) y sistemas artificiales ( hechos por el hombre ). Está claro que los sistemas electrónicos se encuentran dentro de los sistemas artificiales.

Un tema importante al hablar de sistemas es la comunicación entre sistemas que se produce por medio de una transferencia o intercambio de energía. Un ejemplo es la radio, donde el emisor, a través de una antena, emite energía en forma de ondas electromagnéticas que son detectadas por el receptor; en definitiva se ha producido un intercambio energético. Un sistema que no se comunica con otros no recibe ni emite energía y constituye un universo o sistema cerrado; en caso contrario se dice que es abierto.

Dos aspectos fundamentales de cualquier sistema son su estructura y su comportamiento. La estructura de un sistema la componen los elementos que lo forman y los enlaces que relacionan a estos elementos. El comportamiento de un sistema hace referencia a la dependencia que existe entre los canales de salida, los canales de entrada y el estado del sistema (conjunto de situaciones internas que definen en cada momento al sistema).

Para ilustrar el concepto general de sistema, se utiliza una caja que recibe una cierta entrada X(t) ( canal de entrada ) , cuyo valor puede variar en función del tiempo, y que genera una salida Z(t) ( canal de salida ), cuyo valor puede estar en general condicionado por todos los valores previos que haya tomado la entrada.

La entrada y la salida pueden ser de naturaleza muy variadas, desde magnitudes físicas continuas hasta información digital representada mediante un cierto convenio.

En general, las variables X y Z no tienen por qué ser escalares, si no que pueden ser vectores, lo cual permite incluir en la definición sistemas con n entradas y m salidas. Cuando un sistema f (ver fig. 1) se representa mediante una caja con su entrada y su salida, se dice que se desconoce su estructura interna. Se dice por tanto que el comportamiento de un sistema está completamente especificado cuando conocidos todos los valores de X(t) en un intervalo de temporal se puede conocer el valor de Z(t) en cualquier instante.

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figura 1

Sistemas analógicos y digitales

Los sistemas electrónicos procesan la información que les llega a sus entradas. En general, la información que llega a estas entradas proviene de magnitudes físicas del mundo real en el que vivimos. Estas magnitudes son temperatura, presión, longitud, velocidad, tensión, intensidad, etc. que tienen un carácter continuo o analógico. La utilización de alguna de estas magnitudes dependerá de la aplicación específica para la que esté diseñando mi sistema electrónico.

Lo que si parece lógico pensar es que estas magnitudes físicas entrada deben llegar en forma de señal eléctrica. Por este motivo se suelen utilizar sensores o transductores que captan la magnitud física y la transforman en señal eléctrica para que pueda ser procesada en mi sistema electrónico. En la figura 2 se ve un ejemplo de esta situación en un sistema de adquisición

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