La televisión en color entró en funcionamiento en Estados Unidos y otros países en la década de 1950. En México, las primeras transmisiones en color se efectuaron en 1967 y en la década siguiente en España. Más del 90% de los hogares en los países desarrollados disponen actualmente de televisión en color.
HISTORIA DE LA TELEVISION

La historia del desarrollo de la televisión ha sido en esencia la historia de la búsqueda de un dispositivo adecuado para explorar imágenes.

El primero fue el llamado disco Nipkow, patentado por el inventor alemán Paul Gottlieb Nipkow en 1884. Era un disco plano y circular que estaba perforado por una serie de pequeños agujeros dispuestos en forma de espiral partiendo desde el centro. Al hacer girar el disco delante del ojo, el agujero más alejado del centro exploraba una franja en la parte más alta de la imagen y así sucesivamente hasta explorar toda la imagen.

Sin embargo, debido a su naturaleza mecánica el disco Nipkow no funcionaba eficazmente con tamaños grandes y altas velocidades de giro para conseguir una mejor definición.

Los primeros dispositivos realmente satisfactorios para captar imágenes fueron el iconoscopio, descrito anteriormente, que fue inventado por el físico estadounidense de origen ruso Vladimir Kosma Zworykin en 1923, y el tubo disector de imágenes, inventado por el ingeniero de radio estadounidense Philo Taylor Farnsworth poco tiempo después.

En 1926 el ingeniero escocés John Logie Baird inventó un sistema de televisión que incorporaba los rayos infrarrojos para captar imágenes en la oscuridad. Con la llegada de los tubos y los avances en la transmisión radiofónica y los circuitos electrónicos que se produjeron en los años posteriores a la I Guerra Mundial, los sistemas de televisión se convirtieron en una realidad.

Emisión

Las primeras emisiones públicas de televisión las efectuó la BBC en Inglaterra en 1927 y la CBS y NBC en Estados Unidos en 1930. En ambos casos se utilizaron sistemas mecánicos y los programas no se emitían con un horario regular. Las emisiones con programación se iniciaron en Inglaterra en 1936, y en Estados Unidos el día 30 de abril de 1939, coincidiendo con la inauguración de la Exposición Universal de Nueva York. Las emisiones programadas se interrumpieron durante la II Guerra Mundial, reanudándose cuando terminó.

En España, se fundó Televisión Española (TVE), hoy incluida en el Ente Público Radiotelevisón Española, en 1952 dependiendo del ministerio de Información y Turismo. Después de un periodo de pruebas se empezó a emitir regularmente en 1956, concretamente el 28 de octubre. Hasta 1960 no hubo conexiones con Eurovisión. La televisión en España ha sido un monopolio del Estado hasta 1988. Por mandato constitucional, los medios de comunicación dependientes del Estado se rigen por un estatuto que fija la gestión de los servicios públicos de la radio y la televisión a un ente autónomo que debe garantizar la pluralidad de los grupos sociales y políticos significativos.

A partir de la década de 1970, con la aparición de la televisión en color los televisores experimentaron un crecimiento enorme lo que produjo cambios en el consumo del ocio de los españoles.

A medida que la audiencia televisiva se incrementaba por millones, hubo otros sectores de la industria del ocio que sufrieron drásticos recortes de patrocinio. La industria del cine comenzó su declive con el cierre, de muchos locales.

En México, se habían realizado experimentos en televisión a partir de 1934, pero la puesta en funcionamiento de la primera estación de TV, Canal 5, en la ciudad de México, tuvo lugar en 1946. Al iniciarse la década de 1950 se implantó la televisión comercial y se iniciaron los programas regulares y en 1955 se creó Telesistema mexicano, por la fusión de los tres canales existentes.

Televisa, la empresa privada de televisión más importante de habla hispana, se fundó en 1973 y se ha convertido en uno de los centros emisores y de negocios más grande del mundo, en el campo de la comunicación, ya que además de canales y programas de televisión, desarrolla amplias actividades en radio, prensa y ediciones o espectáculos deportivos.

La televisión ha alcanzado una gran expansión en todo el ámbito latinoamericano. En la actualidad existen más de 300 canales de televisión y una audiencia, según número de aparatos por hogares (más de 60 millones), de más de doscientos millones de personas.

A partir de 1984, la utilización por Televisa del satélite Panamsat para sus transmisiones de alcance mundial, permite que la señal en español cubra la totalidad de los cinco continentes. Hispasat, el satélite español de la década de 1990, cubre también toda Europa y América.

En 1983, en España empezaron a emitir cadenas de televisión privadas TELE 5, Antena 3 y Canal +. En 1986 había 3,8 habitantes por aparato de televisión, en la actualidad ha bajado a 3,1. A finales de los años ochenta, había en Estados Unidos unas 1.360 emisoras de televisión, incluyendo 305 de carácter educativo, y más del 98% de los hogares de dicho país poseía algún televisor semejante al nivel español. Hay más de 8.500 sistemas ofreciendo el servicio de cable, con una cartera de más de 50 millones de abonados. En la actualidad en todo el mundo, la televisión es el pasatiempo nacional más popular; el 91% de los hogares españoles disponen de un televisor en color y el 42%, de un equipo grabador de vídeo. Los ciudadanos españoles invierten, por término medio, unas 3,5 horas diarias delante del televisor, con una audiencia de tres espectadores por aparato.

Durante los años inmediatamente posteriores a la II Guerra Mundial se realizaron diferentes experimentos con distintos sistemas de televisión en algunos países de Europa, incluida Francia y Holanda, pero fue la URSS, que comenzó sus emisiones regulares en Moscú en 1948, el primer país del continente en poner en funcionamiento este servicio público. Cerca del 98% de los hogares en la URSS (3,2 personas por receptor) y en Francia (2,5) posee televisor, siendo el porcentaje de 94 en Italia (3,9) y 93 en los hogares de Alemania actualmente parte de la reunificada República Federal de Alemania (2,7).

2

LA TELEVISIÓN TERRENA

INTRODUCCION

En el primer Congreso Internacional de Electricidad celebrado en París en 1900, se aplicó por vez primera el término “Televisión” para definir la transmisión de imágenes animadas mediante un sistema de comunicación.

En 1937 comienzan en Francia y Reino Unido emisiones de Televisión y la industria empieza a interesarse por la nueva técnica.

En 1945 continua el intensivo desarrollo y se establecen normas CCIR (Comité Consultivo Internacional de Radiocomunicación) de exploración, modulación y distribución de bandas en los sistemas de televisión.

En 1953 se funda Eurovisión, red que interconecta en Europa los transmisores de los diversos países mediante “cables hertzianos” en ondas centimétricas.

A partir de 1960 Mundovisión permite ver en directo Televisión entre continentes a través de enlaces mediante satélites. Paralelamente en 1951 la FCC (Federal Communication Commission de USA) adopta decididamente el primer sistema de televisión en color recibiendo este el nombre de NTSC (National Television System Commission).

En la conferencia de Oslo de 1966, se intentó adoptar para Europa un sistema común de televisión en color y el resultado fue que los países del occidente y centro optaron por el sistema PAL (Phase Alternating Line) ideado por el alemán Walter Bruch y los países del este y Francia optaron por el sistema SECAM (Sequenciel Coleur Avec Memoire) ideado por el francés Henri de France.

En los últimos años la Televisión ha experimentado un impresionante progreso. Los avances de la electrónica han permitido un gran abaratamiento de los receptores y una mayor calidad de recepción, teniendo como consecuencia un total penetración de la televisión en los hogares. Más recientemente la introducción de la televisión vía satélite y el aumento de canales terrenos a los que tiene acceso el telespectador han potenciado todavía más este medio de comunicación hasta hacerlo prácticamente imprescindible en nuestra vida diaria.

Todo sistema de TV costa de tres partes básicas: transmisor, enlace entre emisor y receptor, que en nuestro caso se efectúan por radiación electromagnética, y receptor.

El enlace entre los estudios y el transmisor puede efectuarse por cable o bien mediante radioenlace.

El transmisor propiamente dicho, está situado en un lugar favorable para la radiación óptima de las señales de TV por la antena transmisora en todas las direcciones, o en las que interesa.

En el transmisor las señales de audio y vídeo son moduladas, mezcladas y radiadas por la antena con la potencia suficiente para cubrir la zona de cobertura prevista para el transmisor.

Las ondas electromagnéticas radiadas por la antena transmisora se propagan y son captadas por las antenas receptoras las cuales a través de la instalación de antena distribuyen las señales de TV a los receptores de los diversos usuarios, cerrando así la cadena transmisión-recepción de las señales de TV.

CONSIDERACIONES PREVIAS

A la hora de llevar a cabo el proyecto e instalación de un determinado sistema de recepción de señales de TV es imprescindible el conocimiento de los diversos medios de propagación que recorre la señal de TV, así como las unidades de medida y evaluación de la misma. En este sentido y antes de introducirnos en los tipos y elementos de una instalación es conveniente dar un breve vistazo a estos puntos.

*

PROPAGACIÓN EN EL ESPACIO LIBRE

Espectro radioeléctrico

El espectro de frecuencias radioeléctricas es el conjunto de ondas radioeléctricas cuya frecuencia está comprendida entre 3 Kilohertzios y 3.000 Gigahertzios. El espectro de frecuencias radioeléctricas se divide de acuerdo con el Reglamento de Radiocomunicaciones de la Unión Internacional de Telecomunicaciones como se muestra en la tabla de la figura 1.

Las bandas asignadas para servicios de radiodifusión de Radio y Televisión, son las siguientes:

Onda Larga0,15 - 0,285 MHz

Onda Media 0,52 - 1,605 MHz

Onda Corta2,30 - 26,100 MHz

Banda I 46 - 68,0 MHz

VHF Banda II: FM 87 - 110 MHz

Banda III 174 - 230 MHz

UHF Banda IV 470 - 606 MHz

Banda V 606 - 862 MHz

FSS banda inf. 10,7 - 11,7 GHz

Ku DBS 11,7 - 12,5 GHz

FSS banda sup.12,5 - 12,75 GHz

Las bandas que nos interesan en esta
parte del libro son BI, BII, BIII, BIV y BV,
posteriormente nos ocuparemos de las
bandas FSS y DBS.

Actualmente en España las bandas BI,
BIII, BIV y BV están destinadas al servicio
de radiodifusión de TV terrena. No obstan-
te, las BI y BIII están destinadas a ser
abandonadas para este servicio según reco-
ge el CNAF (Cuadro Nacional de Asigna-
ción de Frecuencias) en sus párrafos UN-15
y UN-26. El plan previsto es que los reemi-
sores y emisores con potencia menor a
100W abandonen estas bandas antes del
1-1-95 y los de potencias mayores a 100W
lo hagan antes del 1-1-2000.

En España el estándar de Televisión uti-

lizado es el PAL BG, es decir canales de
TV de 8 MHz de ancho de banda en UHF
(BIV y BV) y de 7 MHz en VHF.

La figura 2 muestra una tabla de canales
de la BI, BIII, BIV y BV, su frecuencia y
las frecuencias de las portadoras de vídeo,
y sonido.

Mecanismos de propagación

Las ondas de radio y TV son ondas elec-
tromagnéticas que se transmiten a la velo-
cidad de la luz, 300.000 Km/s.

Cuando una antena radia, crea a su alre-
dedor un campo electromagnético cuya
intensidad es función de la intensidad que
circula por dicha antena y que se va
amortiguando a medida que nos alejamos de la misma. El valor de la atenuación que la onda sufre cuando se propaga es función directa de su frecuencia, de modo que cuanto más elevada es ésta, mayor es también su amortiguamiento.

Las ondas radiadas por una antena emisora son de dos tipos:
a) De tierra: se propagan por la superficie de la tierra. Son las causantes del efecto “desvanecimiento” cuando se reciben con fase distinta que las ondas de espacio.
b) De espacio: son las ondas radiadas al espacio y constituyen toda la base de las comunicaciones. El amortiguamiento es menor que en las anteriores.

Dependiendo del tipo de emisión, el mecanismo de propagación se producirá de una u otra forma. Así tendremos:
• Emisiones de onda larga (0,15 a 0,285 MHz): la propagación se produce generalmente por medio de la onda de superficie.
• Emisiones de onda media (0,552 a 1,06 MHz): la propagación de estas señales puede tener lugar por la onda de espacio o por la de superficie. La atenuación en la onda de superficie es mayor que en onda larga.
• Emisiones de onda corta (2,3 a 26,1 MHz): la propagación de estas señales se hace mediante la onda de espacio debido a la atenuación que sufre la onda de superficie.
• Ondas de VHF, UHF y superiores: dentro de las ondas de VHF las señales de Banda I participan tanto de las propiedades de las ondas cortas como de las de frecuencia superior. Esta banda puede considerarse como la transición entre las ondas cortas y las específicas de VHF y UHF.

Las señales utilizadas en BIII de VHF, UHF y superiores se propagan rectilíneamente y si encuentran en su camino una antena receptora inducen en ella una fuerza electromotriz que es aprovechada.

Aquí la onda de superficie no tiene ninguna importancia dado que su amortiguamiento es muy gran.

Del conjunto de ondas radiadas, en TV sólo son aprovechables las que constituyen el rayo óptico o directo (Fig. 3).

Teóricamente el alcance máximo de una emisora viene dado por el rayo tangente a la superficie de la tierra TD que constituye el límite de visibilidad entre transmisor y receptor.

Ese alcance óptico tiene como valor:

D = 3,6 * ("H + "h) Km

H = altura de la antena emisora en metros

h = altura de la antena receptora en metros

Dado que H suele ser mucho mayor que h, un incremento de igual altura en la antena emisora o receptora, siempre es más útil en esta última por aumentar más el alcance.

Esto nos conduce a una consideración de tipo práctico: en las zonas límite marginales, muy distantes de la estación transmisora, es conveniente aumentar la altura de las antenas receptoras, aunque sea unos pocos metros, mejorando considerablemente la señal.

En la práctica se observa que según el estado de la atmósfera, época del año, etc., el alcance dado por la formula anterior se ve multiplicado por un factor variable comprendido entre 1,25 y 2,5. Ello es debido al efecto de difracción troposférica de las ondas (Fig. 4).

Eventualmente puede darse el caso de que existan reflexiones en nubes u otros elementos que produzcan idénticos resultados (Fig. 5).

Ocasionalmente también pueden existir reflexiones en las capas ionizadas de la atmósfera (Capas de Heaviside) (Fig. 6), que dan lugar a grandes alcances, pero dicho fenómeno, muy frecuente en radio, es completamente fortuito en TV.

Efecto de doble imagen

La propagación de las ondas de TV se ve muy afectada por los obstáculos interpuestos entre antena emisora y receptora que atenúan mucho la señal (casas, bosques, montañas, etc.) y que además pueden actuar como pantallas reflectantes.

La aparición de imágenes fantasmas o ecos es debido a ello y su explicación es la siguiente:

La señal llega al receptor por dos caminos (Fig. 7), uno directo y otro debido a la reflexión. Si suponemos, por ejemplo, que un rayo reflejado recorre 300 m. más que un rayo directo, llegará con un retraso que será:

Si recorre 3 x 108 m en 1 seg., recorrerá 300 m en t segundos.

t = 300

s = 10-6 seg. = 1 s

3 x 188

Como en un televisor el tiempo que tarda en barrerse una línea es de 64 s (retrazado 10 s), resulta que para un televisor de 23 pulgadas (anchura de pantalla 40 cm), el barrido se hace a razón de 40/54 = 0,74 cm/s= 7,4 mm/s.

Así en nuestro caso obtendremos una segunda imagen a la derecha de la auténtica y separada de la misma una distancia de 7,4 mm.

*

PROPAGACIÓN EN LÍNEAS DE TRANSMISIÓN

Una línea es un medio de transmisión de energía. Dado que las líneas se utilizan para el envío de señales de diverso tipo a diversas distancias es necesario que estas líneas de transmisión no radien y que además tengan las menores pérdidas posibles.

Un parámetro de gran importancia en toda línea de transmisión es la impedancia característica.

La impedancia característica de una línea podemos definirla como la impedancia que se mediría en un extremo de la línea si ésta fuera de longitud infinita. Dicha impedancia característica depende de la naturaleza de cada línea en particular, y es un parámetro fundamental a la hora de considerar las posibles reflexiones en la misma línea:
o

Si una línea de transmisión está terminada o conectada a una impedancia igual a su impedancia característica no se producirá reflexión de señal en el extremo de dicha línea y toda la energía transmitida se entregará a la misma.
o

Si el extremo de una línea está abierto o en cortocircuito, se producirá un cien por cien de reflexión de señal en dicho extremo.

Al número que define la parte de energía que se refleja en un punto de una línea de transmisión se le llama coeficiente de reflexión en ese punto. Si Z0 es la impedancia característica de la línea y Zr es la impedancia de cierre, el coeficiente de reflexión viene dado por:

Zr - Z0

 =

Zr + Z0

Así se dirá que una línea de transmisión está mejor adaptada cuando el valor de su impedancia de cierre (Impedancia de carga) se acerque más al de su impedancia característica.

3
LA TELEVISIÓN POR SATÉLITE

CONCEPTOS GENERALES

Como se ha visto en el caso de la TV terrestre, la señal de televisión llega a los receptores domésticos una vez captada por las antenas, generalmente de tipo Yagi, que reciben esta señal de los transmisores, repetidores o reemisores terrestres.

En el caso de la TV satélite, el repetidor de televisión utilizado es una satélite artificial situado en el espacio a una determinada altura sobre la superficie terrestre. Dada la distancia a que se encuentra, las antenas que habrá que utilizar para captar la señal han de tener una gran directividad y ganancia así como otras características específicas que se verán más adelante.

Básicamente, un sistema de este tipo se compone de tres elementos fundamentales: la estación terrena emisora, el satélite y la estación terrena receptora. La figura 1 muestra en esquema el mecanismo de distribución de señales de TV satélite.

*

ORBITA GEOSTACIONARIA: CONCEPTOS GENERALES

Un satélite de comunicaciones podría considerarse como un sistema receptor/transmisor de señales radioeléctricas, lanzado desde la superficie de la tierra y situado en una órbita alrededor de una planeta primario.

Cuando se iniciaron las comunicaciones por satélite, debido a que los cohetes lanzadores no tenían la potencia suficiente para llevar a estos a la altura necesaria, se recurría a realizar órbitas elípticas que obligaban a utilizar en tierra equipos de seguimiento móviles muy complejos y costosos.

Gracias al científico y escritor Arthur C. Clarke que en Octubre de 1945 determinó la órbita geosíncrona para los satélites, se logró la comunicación directa con antenas fijas.

La órbita geostacionaria donde están colocados todos los satélites geosíncronos de comunicaciones, describe un círculo alrededor de la tierra a nivel del ecuador, girando en el mismo sentido y a la misma velocidad angular que la tierra en su movimiento de rotación (Fig. 2).

De esta forma, para un observador situado en la superficie terrestre, un satélite determinado se mantiene siempre sobre la misma vertical de un punto dado.

Para poder mantener esta posición sin apenas consumo de energía, el satélite debe estar a una altura sobre el ecuador de unos 35.806 Km. A esta distancia la fuerza de atracción gravitatoria y la fuerza centrífuga del satélite en su movimiento de traslación alrededor de la tierra (Fig. 3), se igualan:

G x M x m

Fuerza gravitatoria =

d2

Fuerza centrífuga = m x d x w2

G= cte. de gravitación universal

M= masa de la tierra
m= masa del satélite

d= distancia entre los centros de gravedad de la tierra y el satéliteFuerza centrífuga= mxdxw2
w= velocidad angular del satélite = 2/T siendo T el período de rotación de la tierra (23h. 56')

Igualando ambas fuerzas:

3

G x M x m d = G x M

= m x d x w2
d2 w2

Como d es la distancia al centro de la Tierra y el radio medio de la misma es de 6.366 Km. la distancia del satélite a la superficie del planeta será la diferencia de ambas, es decir, 35.806 Km.(Fig.4).

Posiciones orbitales

Como el satélite es estacionario respecto a cualquier punto de la tierra, podemos definir su posición orbital como el ángulo subtendido en el centro de la tierra, entre un punto de referencia en el ecuador y el satélite (Fig. 5).

Este ángulo se mide como la diferencia de longitud entre el punto de referencia (meridiano de Greenwich) y el punto donde la línea recta que une el centro de la tierra y el satélite corta al ecuador.

El método de lanzamiento de los satélites depende del vehículo utilizado, de la posición geográfica de lanzamiento y de las características del propio satélite. El más empleado es el método de transferencia de Hohmann, que se compone de tres fases. En una primera etapa se coloca al satélite en una órbita elíptica de transferencia con un perigeo de 700 Km, de forma que cuando pasa por su apogeo (36.00 Km) se ponen en marcha los motores de apogeo del satélite y transforman la órbita en una trayectoria circular trasladándola posteriormente al plano ecuatorial. Este método varía en función de la lanzadera utilizada (Por ejemplo en el caso del transbordador reutilizable, el paso a la órbita de transferencia se hace con un motor auxiliar instalado en el satélite denominado motor de perigeo).

La fase de lanzamiento es un momento crítico en el proceso del sistema, de ahí que se suscriban seguros muy altos que deben añadirse a los costes del sistema. En la actualidad se supone una probabilidad de éxito del 85%.

Configuración de los satélites

Básicamente los satélites geoestacionarios están compuestos por dos partes o módulos:

a) Módulo de servicio: aloja los depósitos de combustible y los reactores que permiten posicionar al satélite. También contiene las baterías que se cargan con la energía eléctrica generada en los paneles fotovoltaicos.

b) Módulo de comunicaciones, que básicamente se compone de:

& Antena parabólica de recepción: recibe la señal procedente de la emisora terrestre.

& Transpondedores: es el equipo que procesa y convierte a frecuencias más bajas las señales de TV y radio recibidas de la estación terrestre para su transmisión a tierra.

& Antena parabólica de emisión: envía la señal a una zona determinada de la tierra. Actualmente las antenas transmisora y receptora tienden a compartir el mismo reflector parabólico.

En la Fig. 6 se muestra el diagrama de bloques de la situación.

En esta figura se puede ver de forma gráfica el camino que sigue la señal desde el centro de transmisión hasta los puntos de recepción, pasando por el satélite.

Se define la zona de cobertura de un satélite como la zona de la superficie terrestre delimitada por un contorno de densidad de flujo de potencia constante, que permite obtener la calidad deseada de recepción en ausencia de interferencias.

Viene determinada por la configuración de la antena emisora. Se pueden distinguir tres tipos de cobertura:
*

Haz global: 42,2% de la superficie te-
rrestre. Es la máxima área visible desde
un satélite. La cobertura es máxima a
costa de niveles de señal bajos. Se utiliza
para las transmisiones transoceánicas de
datos, telefonía, enlaces Centros TV….
(Ver Fig. 7).
*

Haz hemisférico: 20% de la superficie.
Es la suma de los haces de la zona
(Fig. 8).
*

Haz de zona (SPOT): 10% de la superfi-
cie aproximadamente. Es la zona de má-
xima señal (Fig. 8).

2.CARACTERISTICAS DEL ENLACE DESCENDENTE Y LA SEÑAL TV

Aunque los primeros satélites de comunicaciones que se utilizaron en EE.UU para transmitir señales de TV emplearon la banda C, hoy día el enlace descendente de los satélites con cobertura europea utilizan la banda Ku. En este contexto se pueden dividir las bandas utilizadas por los satélites para la distribución de señales de TV sobre Europa de la siguiente manera:

Banda DBS (SRS): 11,7 GHz a 12,5 GHz

Banda FSS:

Semibanda alta: 12,5 GHz a 12,75 GHz

Semibanda baja: 10,7 GHz a 11,7 GHz

Para ampliar la capacidad de canales que se pueden transmitir por cada una de estas bandas, se recurre al concepto de polarización. La polarización es una característica intrínseca de las ondas electromagnéticas. Puede definirse de una manera simple como la trayectoria descrita por el vector campo eléctrico asociado a una onda electromagnética en propagación.

Los tipos de polarización utilizados en las transmisiones de señales de TV por satélite son:

En DBS(SRS): Polarización circular; a derechas o a izquierdas

En FSS: polarización línea; horizontal o vertical

En el primer caso, el campo eléctrico asociado a la onda elctromagnética incidente en la antena avanza girando sobre su eje de la misma forma que un proyectil disparado por un fusil. Si el giro se produce en el sentido de las agujas de un reloj, se denomina polarización a derechas, y, si se realiza en sentido contrario, a izquierdas.

En el caso de polarización lineal, el campo eléctrico describe una trayectoria lineal. El concepto de vertical y horizontal se aplica a un par de ondas con polarización lineal cuyos vectores de campo eléctrico son ortogonales, es decir, forman 90º.

La figura 9 muestra unos esquemas de las polarizaciones lineal y circular.

Aparte de las características del enlace antes comentadas vamos a definir la señal que se transmite en dicho enlace. Las características de la señal responden al siguiente cuadro:

& Modulación en FM

& Ancho de banda de canal de 18 a 36 MHz (típico 27 MHz)

& Desviación de 13 a 25 MHz/V

& Energía dispersa (desviación de 0,5 a 4 MHz, onda triangular de 25 Hz)

& Señal de vídeo Pal, seCam, NTSC, etc.

& Señal de audio Mono (5,8 - 6,65 MHz) stéreo en Panda.

Es interesante destacar la diferencia existente entre la modulación de las señales de TV terrena y las señales de TV satélite.

Mientras las primeras están moduladas en AM, las segundas lo están en FM ello quiere decir que para poder visualizar un canal cualquiera de la señal de TV procedente de satélite en un receptor convencional esta ha de ser previamente demodulada.

Hay que hacer notar que debido a que en la modulación de amplitud la información se transmite en las variaciones de amplitud y en la modulación de FM la información se transmite en la variación de frecuencia, esta última modulación es mucho más robusta a los ruidos atmosféricos..etc, que la primera. Esto permite que con relaciones portadora/ruido (C/N) muy bajas se obtengan excelentes calidades de imagen.

*

SISTEMAS DE SATELITES EN EL MUNDO

Sistemas globales

Intelsat:

Fue el primer consorcio internacional de satélites, creado a mediados de 1.964, con el fin de proporcionar una red global de comunicaciones vía satélite.

Actualmente cuenta con 24 satélites geoestacionarios que se distribuyen en las diferentes regiones orbitales, ofreciendo prácticamente una cobertura total del planeta.

El primer satélite fue lanzado en 1.965 (Intelsat I), actualmente están en servicio diferentes satélites correspondientes a las series:

Intelsat V, Intelsat VI, Intelsat VII, además del satélite Intelsat K en la región atlántica, este último, primordialmente dirigido a radiodifusores internacionales, contando con 16 transpondedores (configurables en 32) para canales de televisión de alta calidad.

Actualmente se esta trabajando en la serie VIII, compuesta por 6 satélites, cuyo segundo satélite el Intelsat 802 ya esta en servicio.

Intersputnik:

Organización creada en Noviembre de 1.971, actualmente cuenta con 15 miembros signatarios. Los servicios ofrecidos por el sistema son:

Comunicaciones telefónicas y telegráficas, transmisión de video y audio y radiodifusión.

La red de satélites Intersputnik se denomina Statsionar y actualmente esta compuesta por unos 15. Los que tienen cobertura en España son el Statsionar 5 de la serie Raduga y los Statsionar 5, 11 y 12 de la serie Gorizont.

El Intersputnik VIII se lanzará en 1988.

Inmarsat:

Organización Internacional de Satélites, creada en 1.979 contando en la actualidad con 58 estados miembros (entre ellos los estados de la CEE menos Irlanda y Luxemburgo).

Proporciona comunicaciones a terminales móviles utilizando bandas de frecuencias de las reservadas para el Servicio Movil por Satélite.

Posee el único sistema comercial de comunicaciones móviles no militares. Los servicios que ofrece son:
o

Telefonía entre móviles, entre móviles y tierra y viceversa.
o

Comunicaciones aeronauticas
o

Telex
o

Facsimil
o

Datos

Dispone de 4 satélites, 2 de ellos en la región atlántica de la serie Inmarsat II (F2 y F4) estando previsto el lanzamiento del segundo satélite de la serie Inmarsat III que se ubicará también en esta región.

Sistemas regionales

Eutelsat:

Organización Europea de Telecomunicaciones por Satélite fundada en 1.977 por la CEPT y que cuenta actualmente con 33 países europeos como miembros, entre los que se encuentran todos los países de la CEE.

Su objetivo es satisfacer las necesidades de comunicación por satélite tanto nacionales como internacionales que requieran los países miembros. Entre los servicios que ofrece destacan:

• Telefonía Internacional

• Distribución de video y audio

• Difusión de televisión digital y analógica

• SMS (Satellite Multiservice System) servicio para comunicaciones empresariales

• EUTELTRACS Servicio de intercambio de mensajes y posicionamiento para móviles terrestres vía satélite.

El sistema Eutelsat se compone de 5 satélites de la serie I, lanzados entre 1.983 y 1.988, de los que tan solo los Eutelsat I F4 y F5 siguen en servicio. La serie Eutelsat II la componen los satélites F1, F2, F3, F4 y F6 o HOT BIRD en la posición de 13E. Esta posición será elegida por Eutelsat para potenciar su sistema de satélites, con la inclusión de varios satélites en dicha posición orbital, estos satélites son:

Eutelsat II F1, Hot Bird 1, Hot Bird 2, actualmente en servicio y los Hot Bird 3, Hot Bird 4 y Hot Bird 5 (satélite que sustituirá al Eutelsat II F1) que dispondrán de 24 transpondedores cada uno, en lugar de los 16 transpondedores de los que disponía la serie II.

Astra:

Sistema perteneciente a la Sociedad Europea de Satélites, empresa de carácter privado compuesta por 17 socios provinientes de 6 países europeos contando en la actualidad con 6 satélites coubicadas en la misma posición orbital de 19,2 E.

Carece exclusivamente servicio de difusión de canales de televisión y radio. El sistema consta de 8 satélites (Astra 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G y 1H).

Los satélites Astra 1A, 1B, 1C y 1D utilizan 64 transpondedores para la transmisión de servicios analógicos de televisión y radio en la banda de 10,7-11,7 GHz.

Los satélites Astra 1E y 1F y 1G utilizan 56 transpondedores para la transmisión de servicios digitales, en la banda de 11,7 - 12,75 con una capacidad de varios centenares de canales de televisión y radio.

En 1.998 un octavo satélite (Astra 1H) completará este sistema en la posición de 19,2 E.

A este sistema se añadirá una segunda posición orbital (previsto para finales de 1.998), compuesta en principio por dos satélites más correspondientes a la nueva serie Astra 2A y Astra 2B en la posición de 28,2 E.

Astra:

Sistema propiedad de la Organización Arabe de comunicaciones por Satélite constituida en 1.976 y formada por 22 países.

El sistema se utiliza en su mayoría para la difusión de televisión, siendo el resto de la capacidad del mismo usada para telefonía, videoconferencia y comunicación de datos. Esta compuesto por 3 satélites, de la primera generación tan solo en Arabsat 1C sigue operativo con emisiones en las bandas C y S, los otros dos satélites de la segunda generación transmiten en las bandas C y Ku. En 1.999 esta previsto el lanzamiento de un tercer satélite de esta serie, el Arabsat BSS1, que compartirá la posición con el Arabsat 2A, y se empleará también para radiodifusión directa de TV.

Panamsat:

Sistema perteneciente a Alfa Lyracom, empresa formada a mediados de 1.985 con el fin de proporcionar comunicaciones trasatlánticas entre Europa y América, y comunicaciones domésticas y/o regionales en el Caribe, America del Sur y Central.

Los principales servicios que presta son vídeo (distribución, contribución de programas, videoconferencia…) y transmisión de datos (difusión de datos, circuitos punto-punto, interactividad punto-multipunto…).

Actualmente está compuesto por 5 satélites, operando en España a través de los satélites Pas 1 lanzado en 1.988 cuya huella de cobertura cubre totalmente el territorio español y el Pas 3 lanzado en 1.996.

Sistemas domésticos

Kopernikus:

Sistemas de satélites pertenecientes a DBP Telekom, operador alemán, compuesto por tres satélites además de una red terrena de 34 estaciones. El sistema proporciona servicios de teleconferencia, telefonía, fax y datos, todo ello digital. Además está diseñado para distribuir vídeo a redes de TV por cable o interconectar estudios de TV.

La huella del satélite cubre Europa Central y apenas incluye la zona noroeste de España.

TDF:

Proyecto francés de satélites DBS, controlados por el CNES (Centro Nacional d'Estudes Spatiales) y por TDF (Teldiffusion de France). Consta de dos satélites TDF1 y TDF2 situados a 19 W lanzados el 27 de Octubre de 1.988 y el 24 de Julio de 1.990 respectivamente. Dispone de 4 canales de TV emitiendo en D2MAC.

Telecom:

Sistema perteneciente a France Telecom y formado por un satélite de la serie Telecom I (1C) y 4 satélites de la serie Telecom II (2A, 2B, 2C y 2D). Los principales servicios ofrecidos por el sistema son un servicio digital para empresas de cobertura sobre Europa Occidental, la difusión de TV, la provisión de comunicaciones entre Francia y los territorios de Ultramar en America del Sur y el Caribe y comunicaciones para defensa.

Tele-X:

Satélite perteneciente a la Nordic Telecomunication Satellite Organization (NOTELSAT), consorcio formado por Suecia, Noruega y Finlandia. Está situado en la posición de 5 E y transmite canales de televisión en DBS para los países nórdicos, vídeo y datos.

Hispasat:

Sistema de satélites español propiedad de la sociedad anónima de igual nombre cuyos participantes son: Retevisión, Telefónica de España, Caja Postal, INTA, INI y el CDTI.

El sistema se compone de 3 satélites, 2 en órbita Hispasat 1A (1.992) y 1B (1.993) y uno de repuesto en tierra.

Los satélites están equipados para una misión múltiple, en la que predomina su uso doméstico y una pequeña capacidad en telecomunicaciones internacionales:

Radiodifusión directa (5 canales DBS) pudiendo recibir con antenas muy pequeñas en España.

Servicio fijo de satélite con transmisiones de TV digital y cobertura sobre Suiza, Portugal y Francia, incluyendo parte del Reino Unido, Alemania, Italia, Marruecos, Argelia y Mauritania entre otros.

TV-America (2 canales) con cobertura a casi la totalidad del continente americano.

Misión gubernamental, cuyo principal usuario está en el Ministerio de Defensa.

4. SCART

Un Scart es un nuevo conector estándar con 21 terminales que permite enviar y recibir las componentes de la imagen y de audio por separado, además de poseer dos controles de conmutación. Este es ideal para coexistir con cualquier equipo electrónico de nueva generación. En esta modalidad podemos obtener una señal de audio en estéreo o la señal de vídeo en componentes de color separados para un mayor control de la señal con equipos profesionales.

Equipos conmutadores de Scart

Los conmutadores Scart son cajas que poseen varios conectores Scart interconectados internamente, que permiten la operación de seleccionar cualquier entrada con cualquier salida. Los Scart solucionan la conexión entre dos aparatos, pero a menudo disponemos de más de dos equipos con estas conexiones.

Normalmente los nuevos receptores de satélite ya poseen al menos tres Scart para conectarlos, así como al vídeo doméstico, al televisor y al descodificador. Pero la oferta de las nuevas plataformas digitales con los nuevos equipos obliga a ampliar la adquisición de equipos: el nuevo receptor digital, la consola, el DVD.

Estos elementos serían imposibles de conectarse al receptor de satélite por la simple razón de que éste ya no posee más conectores Scart libres.

Además de conexionar diversos aparatos electrónicos, los conmutadores Scart permiten seleccionar la fuente deseada, de forma manual o automática, que deseemos. Así si queremos visualizar el vídeo doméstico durante una hora y después un canal vía satélite, nos bastará con pulsar un botón en el propio conmutador o a través del mando a distancia, sin necesidad de cambiar los cables de lugar de la parte posterior de nuestros equipos.

Diferentes versiones

Existen al menos dos versiones de los Scart. Los denominados Scart o conmutadores de 3 Scart manual o mecánico y los Scart o conmutadores de Scart electrónicos. Esta última versión puede poseer sintonizador de televisión terrestre interno para compatibilizarse con equipos descodificadores de señales terrestres.

En nuestro caso, un conmutador de Scart completo es aquél que posibilita la conexión de nuestro vídeo doméstico, el televisor y el descodificador. En este último caso, el descodificador de canal plus, por ejemplo. Era lógico prever que para que este descodificador funcionara había que disponer de un sintonizador de señales terrestres de televisión para que el descodificador procesara la señal.

Al mismo tiempo, esta opción se aprovecha para poder aumentar el número de canales a sintonizar en nuestro televisor, si poseemos uno de los modelos antiguos sin conector Scart. En este caso, el conmutador dispone también de un modulador de radiofrecuencia que permite la visualización de todo lo conectado al conmutador a través de un canal de radiofrecuencia.

Una solución efectiva

Ahora, con la llegada de la TV digital, nos podemos hacer una idea de que ya serán dos los receptores de satélite que tendremos. Hasta el momento, cada equipo permite hacer un recorrido de la señal, según sus prestaciones. Sin embargo, no pueden coexistir con otros equipos que incorporan varios Scart. Esto se soluciona con un multi-Scart, un conmutador capaz de reconocer más de tres conexiones externas y conmutar cada señal de forma automática.

Conclusión final

Hemos visto al menos tres diferentes tipos de conmutadores Scart: los denominados mecánicos, de tres conectores Scart; los conmutadores electrónicos con tres Scart y sintonizador/modulador interno; y los integrados en el propio receptor de satélite. Hoy día, inclusive existen televisores con hasta dos entradas de peritel, que permiten la conexión de un receptor satélite analógico y otro digital, consiguiendo así elevar la conexión de equipos, hasta un total de 6.

5. SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE TELEVISIÓN (CATV/SCATV)

Características generales

La Televisión por cable (CATV) es un sistema de teledistribución de señales de televisión, radio, vídeo bajo demanda, vídeo a la carta, servicios multimedia interactivos, etc., en urbanizaciones, pueblos y ciudades. El portador de estas señales puede ser el cable, la fibra óptica e incluso las ondas herzianas en los sistemas de distribución punto-multipunto (MMDS - Multipath Microwave Distribution System).

La característica fundamental de los sistemas de CATV es la alta calidad de las señales entregadas al usuario. El sistema captador de señales es único para toda la red y está realizado con equipamiento profesional. Asimismo, la red de distribución de la señal desde el sistema de captación hasta la toma de usuario se realiza siguiendo el criterio de proporcionar la máxima calidad. Este criterio implica la necesidad de realización de un proyecto detallado de la configuración de la red.

Además de los canales de radio y televisión terrestre y por satélite, el sistema permite incorporar programas generados localmente.

Los sistemas de televisión por cable tienen la capacidad de incorporar un canal de retorno, dotando al sistema de una característica fundamental: la bidireccionalidad (interactividad), que permite que el usuario no sólo sea capaz de recibir señales sino que pueda también enviar información hacia la cabecera de la red.

La incorporación del canal de retorno está convirtiendo al sistema tradicional de teledistribución en un sistema de distribución de telecomunicaciones, ya que posibilita la integración en la red de una gama de servicios muy atrayentes: telefonía, cámaras de vigilancia, alarmas (fuego, robo, etc.) en cada vivienda, telemedidas y telecontrol (agua, energía eléctrica, temperatura, etc.), pago por visión (Pay per view), y en general cualquier tipo de dato que pueda ser soportado por la red.

Las redes de CATV utilizan la banda de frecuencias comprendida entre 5 MHz y 862 MHz, proporcionando la posibilidad de distribución de un gran número de canales. El cálculo de la red se realiza bajo la premisa de que el número de canales a distribuir es muy elevado (usualmente 40 o 60 canales), aunque inicialmente no sea así. De esta manera, una posterior ampliación del número de canales no repercutirá en la red de distribución, sino solamente en la generación de los mismos.

Un concepto importante que aparece en los sistemas de cable es la necesidad del mantenimiento de la red. Si bien los equipos utilizados tienen características profesionales, es necesaria una labor de mantenimiento no solo para comprobar la existencia de posibles anomalías en los equipos, sino para verificar que la red sigue proporcionando los parámetros de calidad exigidos.

Otro aspecto importante es que los equipos que forman las líneas de tronco y distribución de las redes de CATV están especialmente diseñados para trabajar en condiciones ambientales hostiles, y por lo tanto han de estar protegidos contra grandes variaciones de temperatura, humedad, etc. Los equipos de la red van alojados en cofres completamente estancos y con tratamiento anticorrosión.

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LA TELEVISIÓN DIGITAL

1. INTRODUCCION

Los años 90, sin duda pasarán a la historia desde el punto de vista tecnológico por la implantación de la televisión digital.

Su importancia y repercusión es comparable a la introducción de la televisión en color, e incluso al comienzo de las transmisiones de televisión a través de satélite.

Sin duda ha sido la viabilidad para poner en práctica las ideas acerca del tratamiento digital de la señal de televisión, y el desarrollo de estándares de codificación y transmisión, lo que ha permitido poner en práctica este hito; hito que revolucionará de una manera espectacular el mundo de la televisión.

El gestor de esta revolución en Europa, ha sido y es el proyecto DVB, proyecto que ha desarrollado los estándares de transmisión de señales digitales vía satélite, cable y terrestre, y optando paralelamente por el MPEG2 como estándar de codificación de audio y vídeo, colocando las bases para la implantación de esta nueva realidad.

La televisión digital aporta nuevas y sorprendentes características, tanto desde el punto de vista del usuario como desde el punto de vista técnico.

De cara al usuario sus características se pueden resumir en cinco ideas:

1.- Será una televisión fundamentalmente de pago, siendo el pago por visión el concepto que configurará la televisión del futuro.

2.- Posibilita un incremento enorme de programas.

3.- Producirá un cambio de actitud del espectador, convirtiéndolo en un espectador activo, e incluso interactivo.

4.- Permitirá la recepción de la televisión en receptores móviles sin pérdida de calidad (televisión digital terrena).

5.- Facilitará la integración de todos los aparatos audiovisuales domésticos.

Desde el punto de vista técnico sus características se pueden resumir en tres puntos:

1.- Multiplica la eficiencia espectral por un factor entre 4 y 6 veces. Lo que permite un gran incremento de programas empleando el mismo ancho de banda.

2.- La codificación de la señal fuente será un estándar mundial.

3.- Y la modulación utilizada es mucho más robusta al ruido (televisión satélite, cable) e incluso a la interferencia multitrayecto (televisión digital terrena).

Estas características técnicas traerán consigo un gran número de ventajas no solo a los usuarios, sino también al resto de los participantes que están estableciendo la televisión digital.

& Fabricantes: Aparecerán nuevas oportunidades de negocio.

& Radiodifusores: Menor costo de alquiler de transpondedores por programa y mayor oferta a los usuarios.

& Operadores: Mayor oferta de canales, debido al aprovechamiento del ancho de banda.

& Instaladores: Reformas y actualizaciones de instalaciones.

Finalmente, cabe destacar la flexibilidad de la técnicas empleadas y su capacidad evolutiva hacia nuevos horizontes como la alta definición, la televisión interactiva o la fusión con el universo multimedia.

Se puede entonces decir que se han colocado los cimientos, aunque la revolución continúa.

2. DVB (Digital Video Broadcasting)

Con estas siglas se conoce al proyecto europeo que tiene por objetivo, establecer por consenso el marco técnico para la introducción de los sistemas de Televisión Digital que serán usados por los radiodifusores.

El proyecto nace a finales de 1990, de una sugerencia de la televisión sueca para crear un grupo de trabajo panaeuropeo que, unificando las distintas iniciativas existentes por esas fechas, en televisión digital, desarrollase un sistema común de transmisión digital por vía terrestre.

Esta iniciativa sueca es recogida en 1991 por el Ministerio de Telecomunicaciones de Alemania que reconociendo la importancia estratégica de la televisión digital para Europa, invita a los radiodifusores, fabricantes, operadores y organismos reguladores de los principales países, a reunirse para crear un grupo de ámbito europeo con amplia representación para supervisar el desarrollo de la televisión digital en Europa.

Este grupo, en principio conocido como el European Launching Group (E.L.G), elaboró un documento de consenso entre los distintos participantes con intereses en la industria televisiva europea.

El documento o M.O.U. (Memorandum Of Understanding) se firmó en 1993 y el grupo europeo de lanzamiento se convirtió en el DVB.

Como consecuencia de los estudios del grupo de trabajo para la transmisión de TV Digital (WGDTB) formado por el E.L.G, sobre las posibilidades de la radiodifusión terrestre en Europa (posibilidades de liberación de espectro, estandarización, etc.), y de los fuertes vientos de cambio que entre 1992 y 1993 soplaron en el campo de la radiodifusión por satélite, se llegó a la conclusión de que el sistema de televisión digital por satélite sería mucho más rapidamente implementable que uno terrestre. Y como consecuencia canalizó su energía al desarrollo de sistemas digitales por satélite y cable, sin abandonar por supuesto los otros medios de transmisión.

El DVB lo forman más de doscientas organizaciones y está estructurado de tal manera que contempla todos los aspectos que afectan a la implantación de la TV digital.

Está constituido por:

• Asamblea General: tiene como cometido la elección del equipo de gobierno en su reunión anual.

• Equipo de gobierno: es el órgano de toma de decisiones dentro del DVB, y al que todos sus grupos (módulos) reporten sus resultados. Está constituido de manera que es lo suficientemente pequeño para agilizar la toma de decisiones y lo suficientemente grande para estar representados todos los grupos del proyecto.

• Módulo técnico, tiene como objetivo desarrollar y extender los estándares para cubrir todas las posibilidades de transmisión actuales y futuras, asegurando que los usuarios de los servicios digitales podrán hacer el mejor uso de todos los tipos de servicios interactivos que aparezcan.

• Módulo comercial, se preocupa de establecer las recomendaciones para implantar los servicios digitales, teniendo en cuenta a los usuarios y a las características del mercado, y potenciar los nuevos servicios y sus aplicaciones.

• Módulo de derechos de propiedad intelectual, su objetivo es velar por dichos derechos.

• Módulo promocional, que tiene como misión dar a conocer el proyecto y sus resultados.

Fruto de esta estructura el DVB ha desarrollado su labor multidisciplinar, en todos los aspectos:

Optó por el MPEG-2 como estándar de codificación digital, asegurando que los elementos esenciales de la codificación son comunes a todos los sistemas de transmisión, permitiendo aprovechamientos económicos, debido a la fabricación en gran escala de los dispositivos.

Generó estandares internacionales para todos los medios de transmisión, proporcionando soluciones para el control de accesos a la programación.

Se preocupó de facilitar al usuario el acceso a los servicios digitales incorporando un sistema de información que permite la fácil elección de un programa concreto entre cientos disponibles.

Sin embargo el éxito del DVB no sólo depende de la creación de estándares sino que depende fundamentalmente del desarrollo de los sistemas que hagan llegar la televisión digital hasta el usuario, adecuándolos a los medios de transmisión. El DVB ha desarrollado también en este aspecto una intensa actividad desarrollando el estándar de distribución de la televisión digital en las redes de SMATV y cable.

Estándares generados por el DVB

DVB-S Sistema de transmisión de televisión digital a través de satélite.
DVB-C Sistema de transmisión de televisión digital a través de cable.

DVB-CS Sistema de transmisión en redes de SMATV.

DVB-MC Sistema de distribución punto-multipunto usando frecuencias de transmisión por debajo de 10 GHz, basandose en DVB-C.

DVB-MS Sistema de distribución punto-multipunto, para frecuencias por encima de 10 GHz, basandose en DVB-S.

DVB-T Sistema para transmisión de televisión digital terrestre.

DVB-SI Sistema de información de servicio.

DVB-TXT Formato de teletexto.

DVB-CI Interface común para uso de acceso condicional.

DVB-PCT Canal de retorno para cable.

DVB-RCC Canal de retorno a través de la red pública telefónica.

DVB-NIP Protocolos para servicios interactivos.

DVB-PDH Interfaces para redes PDH.

DVB-SDH Interfaces para redes SDH.

DVB-M Guia de medidas para los sistemas de DVB.

DVB-PI Interfaces de cabecera para las redes de CATV y SMATV.

DVB-IRDI Interfaces de las IRDs.

TEMA 5: ONDULATORIA

1. INTRODUCCION

Las comunicaciones de radio se realizan mediante el empleo de ondas electromagnéticas, por lo que el conocimiento de las mismas reviste una gran importancia tanto para los radioaficionados como para los usuarios. El estudio de la ondulatoria permite comprender la propagación de las ondas electromagnéticas, así como muchos de los fenómenos ligados con la emisión y recepción de las mismas.

2. MOVIMIENTO PERIODICO

Un cuerpo se halla dotado de movimiento periódico cuando en su trayectoria ocupa las mismas posiciones al cabo de ciertos intervalos iguales de tiempo. Un ejemplo puede ser el de la Tierra alrededor del Sol, puesto que cada 365 días ocupa una misma posición.

El tiempo que tarda el móvil en pasar por 2 posiciones iguales consecutivas recibe el nombre de período. Así el período del movimiento de la Tierra alrededor del Sol es de un año.

La proyección sobre el diámetro de un móvil dotado de movimiento circular uniforme es una función sinusoidal del tiempo, tal y como veremos más adelante.

3. MOVIMIENTO SINUSOIDAL

Entre los movimientos periódicos reviste especial interés el movimiento vibratorio armónico, cuyo estudio desarrollamos a continuación:
a) Supongamos una varilla de acero sujeta por un extremo y libre en el otro de modo que, en estado de reposo, ocupe la posición vertical PO (Fig. 1a). Si en esta circunstancia se la desvía de su posición de reposo hasta que ocupa la posición PO' (Fig. 1b), y luego la soltamos, el extremo libre O recorrerá la trayectoria de O' a O'' (Fig. 1c); luego de O'' a O' (Fig. 1d); después de O' a O'' (Fig. 1e), y así sucesivamente, en un principio, por tiempo indefinido. Se producen pues una serie de vibraciones entre los puntos O' y O'' en ambos sentidos. Los puntos O1 y O2 de la figura 1f corresponden a posiciones intermedias del extremo O durante la vibración.

Fig.1

De aquí se deduce que la energía utilizada en deformar la varilla se ha convertido en una energía vibratoria. En un principio podemos considerar la varilla de la figura 1 vibrando continuamente, por tiempo indefinido, entre los puntos O' y O''. Esto sería cierto si no tuviera que vencerse la resistencia del material a deformarse y la resistencia que ofrece el aire que la rodea. Por tanto a medida que pasa el tiempo, las oscilaciones serán cada vez más pequeñas, hasta que la varilla recupera su posición de reposo PO y mientras que no se diga lo contrario, consideraremos el movimiento vibratorio carente de amortiguación, es decir, que las oscilaciones de O' a O'' y de O'' a O' de la figura 1 tengan siempre la misma amplitud de desviación.

Asimismo consideraremos la trayectoria O'O'' como una línea recta en lugar de ligeramente curvada y sólo consideraremos el punto extremos de la varilla, el punto O' para facilitar su estudio.

Si observamos la figura 1, apreciamos que la velocidad del punto O varía según la posición ocupada en el espacio. Efectivamente, la velocidad del móvil es máxima al pasar por el punto central O, disminuyendo progresivamente a medida que se acerca a los extremos O' y O'', en donde se para por completo para iniciar el retorno al otro extremo. En todo movimiento vibratorio se tiene una velocidad máxima al pasar por el punto O y una velocidad nula en los puntos O' y O''.

En lo que respecta al espacio recorrido, podemos considerar que el espacio entre los puntos O y O' es positivo y entre O y O'' es negativo. Por lo tanto, se deduce que en toda oscilación o vibración completa el espacio recorrido es nulo.

Hemos visto pues que el movimiento vibratorio de la varilla no es uniforme (distinta velocidad en cada punto), ni uniformemente variable (puesto que la velocidad no aumenta ni disminuye proporcionalmente al tiempo) sino que la velocidad varía según la posición del móvil.

Tal variación se debe a la fuerza elástica de la varilla, y es proporcional en cada instante al desplazamiento respecto a su posición de reposo.

Aparentemente parece que el movimiento vibratorio es de una gran complejidad, sin embargo, su estudio no resulta difícil si recurrimos a una representación gráfica del mismo como la que se muestra en la figura 2.

En esta figura la trayectoria O'O'' del móvil se
ha supuesto rectilínea (parte superior de la figura) y
con un radio igual a la máxima desviación OO', se
ha trazado una circunferencia. Sobre esta última
imaginemos un móvil auxiliar M dotado de un mo-
vimiento circular uniforme, es decir gira con velo-
cidad uniforme alrededor del centro de la circunfe-
rencia. En cada instante las posiciones del móvil O
son sustituidas por las proyecciones del móvil M
sobre O'O''. Así, cuando el móvil auxiliar está en M,
el móvil principal está en O; cuando el auxiliar está Fig.2
en M1, el principal está en O1.

Supongamos ahora que el móvil principal ha efec-
tuado el recorrido entre O y O1 en un tiempo t, es
decir que el espacio recorrido entre O y O1 se ha
efectuado en un tiempo t. En el mismo tiempo el
móvil auxiliar ha pasado del punto M al M1, pero
como este último se halla dotado de movimiento
circular uniforme, su velocidad angular  es también
constante, por lo que el ángulo  descrito por el móvil
auxiliar en el tiempo t valdrá:
 =  t

De la figura 2 se desprende asimismo que el móvil principal ha recorrido, en el instante t citado, un espacio OO1, y como dicho espacio corresponde en la figura 2 a OM1 cos , ya que:

OO1 cateto contiguo
cos  =
OM1 hipotenusa

Podemos escribir la siguiente igualdad:

OO1 = OM1 cos  = OO' cos  = OO' seno 

puesto que según puede comprobar en la figura OO' = OM = OM1, por ser todas estas longitudes radios y ser los ángulos  y  complementarios.

La máxima desviación que alcanza el punto vibrante se denomina amplitud, coincidiendo ésta con el radio de la circunferencia. Así, el radio OM1, designado en la figura 2 con la letra a es la amplitud de la oscilación.

La posición del móvil en un instante cualquiera recibe el nombre de elongación, y se la designa con la letra e. También podemos definir la elongación como el camino recorrido por un móvil después de un tiempo t.

En el caso de la figura 2, es decir cuando el móvil se encuentra en la posición O1 la elongación valdrá, como se ha dicho:
e = OO1

De donde se deduce que:
e = a seno  = a seno t

la amplitud de la vibración a y la velocidad angular  son constantes, como resultado de todo lo expuesto se deduce que la elongación e, o espacio recorrido por el móvil en un tiempo t, es una función sinusoidal del tiempo, éstos movimientos reciben el nombre de movimientos sinusoidales o movimientos senoidales.

La máxima elongación o espacio recorrido tiene lugar cuando:

en  t = +1

en cuyo instante la elongación es igual a la amplitud a (Fig. 2).

4. PERIODO, FRECUENCIA, PULSACION Y FASE

El período es el tiempo que tarda un móvil en realizar una vibración completa, es decir el tiempo que tarda en recorrer el espacio OO'OO''O de las figuras 1 y 2; Dado que el período es una magnitud que representa tiempo, se representa por la letra T y su unidad de medida es el segundo.

La frecuencia es el número de oscilaciones que efectúa el móvil por unidad de tiempo, es decir, por segundo y se representa con la letra f. La unidad de medida de la magnitud frecuencia es el ciclo por segundo o el hertzio (Hz).

El período es la inversa de la frecuencia, es decir:
T= 1/f
de donde también se deduce:
f = 1/T

Efectivamente de esta última igualdad se deduce que cuanto más pequeño sea el tiempo T que tarda el móvil en efectuar el recorrido del espacio o en dar la vuelta completa a la circunferencia, mayor será la frecuencia, es decir mayor será el número de vibraciones o vueltas que podrá efectuar el móvil en un segundo.

Se denomina pulsación a la velocidad angular del móvil auxiliar de la figura 2.

La pulsación es proporcional a la frecuencia y se expresa, a partir de la fórmula:

 = 2  f
en radianes por segundo.

En efecto, supongamos un móvil M que, en un segundo, describe un ángulo . En T segundos (período), el móvil describirá una circunferencia, es decir 2 radianes, por lo que se tiene:
1 

=
T 2
de donde

2
 = = 2 f
T
es decir, que la pulsación es proporcional a la frecuencia.

Fase es la posición del móvil en un instante dado t, y se expresa mediante el ángulo  = t. La fase depende de la variable tiempo t, puesto que la pulsación  es constante para un movimiento dado.

5. SISTEMA OSCILANTE

Se dice que un sistema es oscilante cuando, separado de su posición de equilibrio, y dejado en libertad, realiza una serie de oscilaciones alrededor de su posición de equilibrio.

La frecuencia de estas oscilaciones es la frecuencia propia del sistema, que es la inversa del período propio.

Dos sistemas pueden oscilar con la misma frecuencia y, sin embargo, la amplitud de las oscilaciones ser diferente. Estas oscilaciones se denominan libres, ya que sólo dependen de las características del sistema. Oscilaciones forzadas son las producidas por una causa externa, que generalmente es una fuerza alternativa, la cual impone su frecuencia al movimiento del sistema oscilante.

Cuando la frecuencia de la fuerza exterior coincide con la propia del sistema se dice que existe resonancia entre ambas frecuencias. Por ejemplo, cuando la frecuencia propia de un circuito oscilante de sintonía de un receptor coincide con la frecuencia de una señal radioeléctrica de una emisora (frecuencia de la fuerza exterior), se produce una resonancia entre ambas frecuencias.

Hay que destacar que todas las frecuencias libres son amortiguadas.

6. AMORTIGUAMIENTO

La amortiguación se manifiesta como una pérdida de la amplitu