Tipos de Filtros Introducción

Tipos de Filtros
Introducción
• Tanto en los circuitos eléctricos como los
sistemas de comunicaciones, se desea
manejar información la cual debe estar
dentro de ciertas frecuencias.
• Pero, ciertos grupos de frecuencias se deben
permitir y las demás eliminar.
• Esta importante función es realizada por los
filtros.
Tipos de Filtros
Introducción
• En los sistemas de comunicaciones, muchos
medios de transmisión se comportan como
filtros.
• El estudio elemental de los filtros, nos
permitirán interpretar las características de
determinados enlaces, que se comportan de
la manera señalada.
Definición
• Se le denomina a los sistemas o parte de
redes de comunicaciones, que presentan
características selectivas de frecuencias.
• Básicamente significa que la atenuación en
ellos es variable con la frecuencia, lo cual
permite discriminar las señales que pasarán
libremente a través del filtro, las cuales
quedarán atenuadas.
Definición
• Si la señal que se aplica a la entrada del
filtro contiene una riqueza en contenido
armónico, el mismo actúa de manera que
solamente algunos componentes de
determinadas frecuencias, aparecerán a
la salida.
Clasificación
• En base a la función principal de los filtros
que es permitir el paso libre de la banda de
frecuencias que se desea, mientras que
deben presentar una atenuación elevada
para las frecuencias indeseables, estos
pueden ser:
• Pasa Bajos, Pasa Altas, Pasa Banda, y
Supresor de Banda
Tipos de Filtros
Símbolo
Filtro
Respuesta en Frecuencia
PASA BAJAS
fcs
PASA ALTAS
fci
PASA BANDAS
fci
RECHAZA
BANDAS
fci
fcs
fcs
Filtro pasa bajos
• Son aquellos que permiten el paso de señales
de frecuencias cero hasta un cierto valor
predeterminado
que
se
denomina
“frecuencia de corte superior” del filtro.
• Entendiendo por frecuencia de corte, a
aquella para la cual la atenuación que
produce el filtro es de 3 db.
• Esto significa que en ese lugar la mitad de la
potencia de entrada es eliminada.
Filtro pasa altos
• Son aquellos que permiten el paso de
señales
desde
una
frecuencia
denominada “frecuencia de corte
inferior”, hasta una superior, que
teóricamente en un filtro ideal se
extiende hasta el infinito.
Filtro pasa banda
• Son aquellos que permiten el paso de señales
cuyas
frecuencias
se
encuentran
comprendidas entre dos, denominadas
“frecuencia de corte superior e inferior”
respectivamente.
• Se puede construir un pasa banda o suprime
banda, mediante la combinación de pasa
baja y pasa alta.
Filtro rechaza banda
• Son aquellos que no permiten el paso de
señales, cuyas frecuencias se encuentren
comprendidas entre otras dos, denominadas
“frecuencias de corte superior e inferior”
• Se puede construir un pasa banda o suprime
banda, mediante la combinación de pasa
baja y pasa alta.
Diseño de filtros
• Las técnicas más comunes son:
– Filtros de bobinas y condensadores.
– Filtros de cristal.
– Filtros activos
TÉCNICAS DE TX DE LA INFORMACIÓN
• Una información es un conjunto de datos, que
nos permiten aclarar algo, sobre aquello que
nos es desconocido.
• La llegada de información, se produce por la
llegada de un mensaje.
• Donde este sería una emisión de datos de salida
de una fuente informativa.
TÉCNICAS DE TX DE LA INFORMACIÓN
• Cuando uno sabe con seguridad que un hecho va
a ocurrir, no contiene información alguna.
• “ Un suceso contiene mayor cantidad de
información, cuanto menor sea la probabilidad
de ocurrencia del mismo.”
• La teoría de información fue desarrollada por
Claude Shannon.
TÉCNICAS DE TX DE LA INFORMACIÓN
• Realizó estudios sobre la teoría matemática de
la comunicación.
• Sobre el objetivo de hacer lo más eficiente
posible, la transmisión de información de un
punto a otro en una red de comunicaciones.
• El objetivo de esto es que el canal de
comunicaciones se use a plena capacidad con
una tasa mínima de error.
TEORIA DE LA INFORMACION
Estudia tres aspectos: cómo se mide la
información, cual es la capacidad de un canal de
comunicaciones para transferir información, y los
aspectos que hacen a la codificación, cómo una
manera de que esos canales puedan ser utilizados
eficientemente, con tasas de error mínimas.
Modos de Transmisión
Transmisión en Serie y Paralelo
Transmisión Sincrona y Asincrona
Transmisión Simplex, Semiduplex y Duplex Completo.
Introducción
Los equipos informáticos y los que son específicamente de
transmisión de datos, necesitan de procedimientos muy determinados
para enviar y recibir datos, de
tal forma que puedan saber
exactamente Donde comienza y Donde Finaliza cada conjunto de bits
que componen los caracteres.
Estos procedimientos de sincronización, deben estar perfectamente
determinados en las dos situaciones técnicamente posibles. Una
cuando los datos serán transmitidos entre dos equipos en forma
digital y otra cuando debe ser transmitidos por medios analógicos.
En Esencia, los datos binarios pueden transmitirse por líneas de
comunicación en modo serie o en modo paralelo.
Introducción
Entonces debemos recalcar que para Tx datos
necesitamos procedimientos muy determinados para
saber cuando inicia o termina toda la información o un
cierto carácter.
Puntos necesarios son los de sincronización uno para
datos puramente digitales, otra cuando son Tx por redes
analógicas.
Los modos con los cuales pueden ser posibles estas
formas de comunicación son por transmisiones paralelo y
serie, esta última puede ser síncrona y asíncrona.
Concepto de Sincronismo
• Tanto el Tx como Rx tengan una misma base
de
tiempo
común,
para
detectar
inequivocamente los valores de 1 y 0.
• Sincronismo de Bit.- Para detectar el
momento en el cual se debe iniciar un bit.
– Al principio, al final o durante un bit.
– Todo el sistema deberá tener el mismo ritmo.
– Su velocidad debe ser entre 8 a 9 veces mayor a su
velocidad de modulación.
Concepto de Sincronismo(2)
• Sincronismo de Byte.- Procedimiento para
detectar un byte en Tx asíncrona
• Sincronismo de Bloque.- Detectar un conjunto
de caracteres, más empleado en detección de
errores.
– Cuando se detecta un error se debe restrasmitir
solo la información correspondiente.
Transmisión en Paralelo.
• La transferencia de los datos dentro de las computadoras
modernas se realiza en modo paralelo.
• Todos los Bits de un Carácter se envían simultáneamente por
líneas separadas o en diferentes frecuencias sobre la misma
línea.
• Se envían (n) bits en Un ciclo de tiempo (t).
•
Se emplean generalmente altas velocidades, dado que es
precisamente, una de las características más importantes.
•
En general, no se usa este tipo de transmisión, cuando las
distancias superan las decenas de metros debido a que el
tiempo de arribo de los bits difiere de una línea a otra,
situación que se agrava con el aumento de distancias.
Ejemplos:
Transmisor
0 0
0
0
0
0
0
0
0
1 1
1
1
1
1
1
1
1
0 0
0
0
0
0
0
0
0
0 0
0
0
0
0
0
0
0
1 1
1
1
1
1
1
1
1
0 0
0
0
0
0
0
0
0
1 1
1
1
1
1
1
1
1
0 0
0
0
0
0
0
0
0
TRANSMISIÓN EN PARALELO
TRANSMISIÓN EN SERIE
La transmisión serial consiste en enviar un
conjunto de datos bit por bit a través de la
línea de comunicación.
Se necesitan n ciclos para transmitir n bits
Transmisor
01001010 01001010 01001010
Este modo de transmisión es típico en los
sistemas teleinformáticos.
En muchos casos, las señales son
transmitidas por los vínculos de telecomunicaciones, y al llegar a los equipos
informáticos deben pasar al modo
paralelo.
Receptor
Transmisión Asíncrona
En este tipo de transmisión, el mensaje es dividido
en caracteres, los cuales son preparados y transmitidos de
manera individual. Cada carácter de información en la
transmisión asíncrona está precedido por una serie
especialmente definida de bits de inicio, tras lo cual están los
bits del carácter y para cerrar se cuenta con otra serie de bits
de paro.
Como el término asíncrono lo da a entender, el lapso de
tiempo entre la transmisión de un
información y otro es variable.
carácter
de
Transmisión Asíncrona
La unidad base autocontenida entre los bits de inicio y fin es
un caracter. Los bits de arranque ayudan a sincronizar los relojes de
Tx y Rx y además hacen la separación entre los caracteres
enviados.
Su funcionamiento:
1.- Al llegar el bit de inicio, la tensión de la línea cambia de estado
para activar el muestreo.
2.- Una vez sincronizados, los datos se almacenan en una
memoria temporal para ser representados.
3.- El bit de parada vuelve a colocar la línea en nivel máximo
para esperar el siguiente byte.
Los equipos que operan en modo asíncrono se les conoce
como terminales modo caracter, arrítmicos o de start-stop.
Transmisión Asíncrona
P PPP PPHOHI I I
Tx “Hoy”
Rx “Hoy”
P P
I
Bits de paro
Bit de Inicio
Bits de Dato (ASCII)
Transmisión Síncrona
En las transmisiones síncronas el mensaje es
fragmentado en bloques delimitados por caracteres de
control. El mensaje es iniciado por bloque especial, el
encabezado, cuyo primer
byte
es SOH (inicio de
encabezado, 01h en ASCII). Este encabezado contiene
información referente al mensaje, la estación fuente y la
estación destino.
Tras el encabezado están los bloques del mensaje. Para
los bloques intermedios, es decir después del encabezado y
antes del bloque final, se presenta en principio el caracter
STX (inicio de texto, 02h), luego el mensaje y después
el caracter ETB (fin de bloque, 17h en ASCII).
Transmisión Síncrona
Para el bloque final se inicia igualmente con STX, sigue
la última parte del mensaje y se concluye con ETX (fin de
texto, 03h en ASCII).
El tiempo transcurrido entre el envío de un
bloque y otro en la transmisión síncrona también
es variable.
Transmisión Síncrona
La idea es reducir la cantidad de bits de sincronía y
aumentar la cantidad de bits útiles.
Esto produce el envío de señales de sincronismo junto
con los propios datos.
Los relojes estan en los extremos, el encabezado de los
datos sirve para la sincronía. Los bloques que se Tx pueden
ser de 128 – 1,024 bytes.
Si el paquete lo hacemos pequeño tenemos bajo
rendimiento, y si se hace más grande produce pérdida de
tiempo al recuperar errores.
Pero: Posee alto rendimiento de Tx, altas velocidades
de Tx, costosos equipos, y los delimitadores se conocen
como “Flags”.
Transmisión Síncrona
XE E
HOY
POR
HOY SS SH
Tx “Hoy por
hoy”
E
Encabezado
H
S
Rx “Hoy
por hoy”
SOH
X
S
STX
STX
Bloque de texto
Bloque de texto
ETB
ETX
Modos de Transmisión
SIMPLEX
HALF-DUPLEX
FULL-DUPLEX