todo lo que necesitas saber sobre los khz en electronica y telecomunicaciones

Guía completa sobre los KHz en electrónica y telecomunicaciones todo lo que necesitas saber

En el ámbito de la tecnología electrónica y las comunicaciones, los KHz son una medida esencial para comprender el funcionamiento de numerosos dispositivos. Si te has cuestionado en algún momento el significado de esta unidad de medida y su aplicación en distintos ámbitos, este es el artículo perfecto para ti. A continuación, te brindamos todos los detalles necesarios sobre los KHz, con el fin de facilitar tu comprensión acerca del funcionamiento de los dispositivos electrónicos y las comunicaciones.

Frecuencias explicadas Qué indican Hz y kHz

Hz es el acrónimo de Hertz, que es la unidad de medida de la frecuencia de una señal. La frecuencia se define como el número de ciclos por segundo que una onda completa, y se mide en Hertz. Un ciclo completo es una onda que va desde la posición más alta, a través de la posición más baja y vuelve a la posición más alta.

El kHz es una abreviatura de kiloHertz, que significa mil Hertz. Es una unidad de medida utilizada para describir frecuencias más altas que las medidas en Hz. Por lo tanto, un kHz es igual a 1.000 Hz. La frecuencia de una señal se mide en kHz cuando la frecuencia es demasiado alta para ser medida en Hz.

Es importante entender que la frecuencia es una medida de la cantidad de ciclos por segundo, no de la amplitud de la señal. La amplitud se mide en voltios o amperios y describe la fuerza de la señal, mientras que la frecuencia describe la cantidad de ciclos por segundo. Ambos son importantes para comprender cómo se transmiten y reciben las señales en los dispositivos electrónicos.

A qué hace referencia la unidad de frecuencia kHz

La medida de frecuencias en el ámbito de la electrónica y las telecomunicaciones se expresa en kHz, que significa kilohercio o miles de hercios. Los hercios son una unidad de medida de frecuencia que indica la cantidad de veces que un evento periódico se produce en un segundo. Por lo tanto, en el caso de kHz, se trata de mil ciclos por segundo.

Esta unidad de medida es de gran utilidad en dispositivos electrónicos como radios, televisores, teléfonos móviles, sistemas de sonido y en otros muchos. Además, es especialmente importante en la transmisión de señales de radio y comunicaciones, ya que se usan frecuencias de kHz para enviar información a través de ondas electromagnéticas.

Las tasas de muestreo en audio y vídeoeditar

El estándar del CD-Audio fija la tasa de muestreo en 44100 muestras por segundo, pero esto no implica que todos los equipos la utilicen. Muchos sistemas domésticos de baja calidad optan por tasas de 22050 o 11025 muestras por segundo, limitando así la frecuencia de los componentes de la señal. Además, las tarjetas de sonido de los ordenadores pueden utilizar frecuencias superiores o inferiores a este estándar, seleccionándolas según las necesidades específicas (principalmente en aplicaciones de audio profesional).

Efecto aliasingeditar

El aliasing es una distorsión que se produce cuando se utiliza una frecuencia menor a la establecida por el teorema de Nyquist. Algunos autores lo llaman "solapamiento". Se evita que la señal sea recuperada correctamente si las muestras se toman con intervalos de tiempo muy extensos. Esto da como resultado una forma de onda con pendientes bruscas.



El conocido "aliasing" o aliasing se produce cuando la frecuencia utilizada es inferior a la establecida por el teorema de Nyquist. Algunos escritores lo traducen como "solapamiento". Esta distorsión impide una correcta recuperación de la señal en caso de que las muestras se tomen con intervalos de tiempo demasiado largos, lo que se manifiesta en una forma de onda con pendientes muy abruptas.

Sobremuestreoeditar

Para evitar que se produzcan caídas inesperadas, se recurre a una técnica conocida como sobremuestreo (oversampling). Esta técnica, aplicada después de la conversión D/A, permite reconstruir una señal con una pendiente más suave.

El proceso de sobremuestreo implica el uso de un filtro digital que actúa en el dominio del tiempo, reorganizando las muestras originales para crear muestreos virtuales simultáneos. Estos muestreos virtuales no son reales, sino simulaciones generadas por el propio filtro. El coeficiente de sobremuestreo (n) se utiliza para indicar la cantidad de muestreos necesarios, representado por la expresión x×n (x×3, x×4, x×8, etc.).

Luego, estas muestras se combinan con los datos originales y se promedian utilizando los conversores A/D, dando como resultado una única muestra ponderada. Por ejemplo, si se realizan tres muestreos, la muestra final no es ninguna de las tres, sino su promedio. Además, para evitar el aliasing, también se aplica un filtro paso bajo digital a la entrada, eliminando las frecuencias que estén por encima de la mitad de la frecuencia de muestreo. Sin embargo, a la salida, la frecuencia de muestreo utilizada para reproducir la señal no es la misma que en la entrada.

Cambio de la frecuencia de recolección de datoseditar

La adaptación de una señal analógica mediante muestreo y su posterior reproducción con diferente frecuencia de muestreo se lleva a cabo a través de dos técnicas: interpolación y diezmo. Estas permiten aumentar o disminuir la frecuencia de la señal discreta resultante.

A partir de la señal analógica x(t), obtenemos una señal discreta x[n] mediante un muestreo a una frecuencia determinada Fm. Con el objetivo de adaptar esta señal discreta a un reproductor que trabaje con una frecuencia de muestreo distinta, recurrimos a la interpolación (para aumentar la frecuencia) y el diezmo (para disminuir la frecuencia).

Una vez que disponemos de la señal discreta x[n], donde n es un entero, aplicamos la TFSD (Transformada de Fourier de Señales Discretas).

Teorema de Nyquisteditar

El Teorema de Muestreo de Nyquist-Shannon, demostrado por Claude Shannon y Harry Nyquist, establece que para poder digitalizar una señal analógica y transmitirla a larga distancia por un medio eléctrico con máxima precisión, es necesario muestrear la señal al menos dos veces su frecuencia máxima. Esto asegura que se respete la fidelidad de la señal original.

Es común equivocadamente pensar que si se muestrea una señal a una tasa más alta, la reconstrucción será más exacta que si se usa una tasa más baja.[1] Sin embargo, esto es falso siempre y cuando se cumpla el criterio de Nyquist. El proceso de muestreo, no debe ser confundido con la cuantificación, y matemáticamente es completamente reversible, lo que significa que la reconstrucción de la señal es exacta, no aproximada. En otras palabras, desde un punto de vista matemático, una señal muestreada a 10 kHz es idéntica a la señal original.

Sin embargo, en la práctica se debe tener en cuenta que los filtros analógicos no son ideales, por lo que se debe dejar un margen entre la frecuencia máxima de la señal y la frecuencia de Nyquist (tasa crítica) determinada por la tasa de muestreo elegida. Por ejemplo, en el caso del CD-Audio, donde la frecuencia máxima de la señal es de 20 kHz y se emplea una tasa de 44100 muestras por segundo, se deja un margen del 10% aproximadamente. Esto se debe a limitaciones físicas del filtro analógico.

Aunque en la práctica es necesario tener en cuenta los márgenes entre la frecuencia máxima y la tasa de muestreo elegida debido a las limitaciones de los filtros analógicos.

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