PREMIOS NACIONALES DE CIENCIAS
lunes, 10 de septiembre de 2012
martes, 4 de septiembre de 2012
LA LUNA
La Luna es el único satélite natural de la Tierra. Su diámetro es de unos 3.476 km, aproximadamente una cuarta parte del de la Tierra. La masa de la Tierra es 81 veces mayor que la de la Luna. La densidad media de la Luna es de sólo las tres quintas partes de la densidad de la Tierra, y la gravedad en la superficie es un sexto de la de la Tierra.
La Luna orbita la Tierra a una distancia media de 384.403 km y a una velocidad media de 3.700 km/h. Completa su vuelta alrededor de la Tierra, siguiendo una órbita elíptica, en 27 días, 7 horas, 43 minutos y 11,5 segundos. Para cambiar de una fase a otra similar, o mes lunar, la Luna necesita 29 días, 12 horas, 44 minutos y 2,8 segundos.
Como tarda en dar una vuelta sobre su eje el mismo tiempo que en dar una vuelta alrededor de la Tierra, siempre nos muestra la misma cara. Aunque parece brillante, sólo refleja en el espacio el 7% de la luz que recibe del Sol.
Después de la Tierra, la Luna es el cuerpo espacial más estudiado.
La Luna describe alrededor de la Tierra una elipse, por lo que la distancia entre los dos astros varía y también la velocidad en la órbita. Dado que la rotación lunar es uniforme y su traslación no, pues sigue las leyes de Kepler, se produce una Libración en longitud que permite ver un poco de la superficie lunar al Este y al Oeste, que de no ser así no se vería. El plano de la órbita lunar está inclinado respecto a la Eclíptica unos 5° por lo que se produce una Libración en latitud que permite ver alternativamente un poco más allá del polo Norte o del Sur. Por ambos movimientos el total de superficie lunar vista desde la Tierra alcanza un 59% del total. Cada vez que la Luna cruza la eclíptica, si la Tierra y el Sol están sensiblemente alineados (Luna llena o Luna nueva) se producirá un eclipse lunar o un eclipse solar.
La órbita de la Luna es especialmente compleja. La razón es que la Luna esta suficientemente lejos de la Tierra (384.400 km en promedio) que la fuerza de gravedad ejercida por el Sol es significativa. Dada la complejidad del movimiento, los nodos de la Luna, no están fijos, sino que dan una vuelta en 18,6 años. El eje de la elipse lunar no está fijo y el apogeo y perigeo dan una vuelta completa en 8,85 años. La inclinación de la órbita varía entre 5° y 5° 18’. De hecho, para calcular la posición de la Luna con exactitud hace falta tener en cuenta por lo menos varios cientos de términos.
Asimismo, la Luna se aleja unos cuatro centímetros al año de la Tierra, a la vez que va frenando la rotación terrestre -lo que hará que en un futuro lejano los eclipses totales de Sol dejen de producirse al no tener la Luna suficiente tamaño como para tapar el disco solar-. En teoría, dicha separación debería prolongarse hasta que la Luna tardara 47 días en completar una órbita alrededor de nuestro planeta, momento en el cual nuestro planeta tardaría 47 días en completar una rotación alrededor de su eje, de modo similar a lo que ocurre en el sistema Plutón-Caronte. Sin embargo, la evolución futura de nuestro Sol puede trastocar esta evolución. Es posible que al convertirse nuestra estrella en una gigante roja dentro de varios miles de millones de años, la proximidad de su superficie al sistema Tierra-Luna haga que la órbita lunar se vaya cerrando hasta que la Luna esté a alrededor de 18.000 kilómetros de la Tierra -el límite de Roche-, momento en el cual la gravedad terrestre destruirá la Luna convirtiéndola en unos anillos similares a los de Saturno. De todas formas, el fin del sistema Tierra-Luna es incierto y depende de la masa que pierda el Sol en esos estadios finales de su evolución.
TRANSMISOR - RECEPTOR
TRANSMISOR
El diagrama de bloques del transmisor es el mostrado en el esquema anterior, constando de las siguientes partes:
Multiplexación y entramado (basado en la multiplexación de transporte de MPEG).
Aleatorización de la señal.
Protección contra errores avanzada (codificadores externos e internos).
Proceso de entrelazado.
Modulación digital.La flexibilidad inherente del sistema permite un compromiso entre la eficiencia del espectro (uso de altas velocidades de transmisión) y la eficiencia de potencia ( bajas relaciones portadora a ruido requeridas). Ambas características son de extrema importancia en los equipos vía satélite debido a la no linealidad del canal y la limitación en potencia de los equipos abordo. El elemento clave es la capacidad de operar eficientemente en canales de satélite afectados por ruido, interferencias y distorsiones.
RECEPTOR
Básicamente, la función principal del receptor digital (IRD) o Integrated Receiver Decoder, también llamado "Set Top Box", es descomprimir las señales de vídeo y audio digitales recibidas en formato MPEG-2 una vez han sido demoduladas y corregidas de posibles errores introducidos por el canal de transmisión, y transformarlas en dos señales de audio y vídeo analógicas. Estas señales ya podrán ser visualizadas en un receptor de televisión estandar.
La señal de RF proveniente del satélite, una vez captada en el foco de la antena parabólica, debe ser amplificada mediante un amplificador de bajo ruido, y posteriormente trasladada a una primera frecuencia intermedia. La banda de frecuencias de la portadora de RF debe estar, para difusión de TV digital vía satélite, entre 10,7 y 12,75 GHz, mientras que la banda de la primera FI resultante estará entre 950 y 2150 MHz. Todo esto se realiza en una etapa externa llamada LNB.
Existen dos posibles anchos de banda para cada canal:
Banda FSS (Fixed Satellite Service): 26 MHz y 22 Msímbolos/s.
Banda BSS (Broadcast Satellite Service): 33 MHz y 27,5 Msímbolos/s.El sintonizador recoge la señal del LNB y la traslada a una segunda FI de 479,5 MHz. Ahora ya se puede demodular la señal. De esta forma se obtendrán de nuevo las señales de vídeo, audio, y datos comprimidos y multiplexados en el emisor en banda base para su procesado posterior, que consiste en las operaciones inversas a las realizadas en el transmisor, para corregir los posibles errores.
El conjunto de todas estas técnicas suministra una salida prácticamente libre de errores con una tasa de error (BER) superior a 1E-10, y un BER de 7E-4 o mejor en presencia de errores de ráfaga. Del demultiplexor se obtienen las tramas de audio y vídeo digital comprimido y se pasan al decodificador MPEG-2, obteniéndose las señales de video digital (4:2:2) y audio (PCM).
El decodificador también debe disponer de hardware adicional para posibilitar otro tipo de servicios como conexión a ordenadores personales, a la red telefónica, grabador de vídeo, etc.
TRANSMISOR
El diagrama de bloques del transmisor es el mostrado en el esquema anterior, constando de las siguientes partes:
Multiplexación y entramado (basado en la multiplexación de transporte de MPEG).
Aleatorización de la señal.
Protección contra errores avanzada (codificadores externos e internos).
Proceso de entrelazado.
Modulación digital.La flexibilidad inherente del sistema permite un compromiso entre la eficiencia del espectro (uso de altas velocidades de transmisión) y la eficiencia de potencia ( bajas relaciones portadora a ruido requeridas). Ambas características son de extrema importancia en los equipos vía satélite debido a la no linealidad del canal y la limitación en potencia de los equipos abordo. El elemento clave es la capacidad de operar eficientemente en canales de satélite afectados por ruido, interferencias y distorsiones.
RECEPTOR
Básicamente, la función principal del receptor digital (IRD) o Integrated Receiver Decoder, también llamado "Set Top Box", es descomprimir las señales de vídeo y audio digitales recibidas en formato MPEG-2 una vez han sido demoduladas y corregidas de posibles errores introducidos por el canal de transmisión, y transformarlas en dos señales de audio y vídeo analógicas. Estas señales ya podrán ser visualizadas en un receptor de televisión estandar.
La señal de RF proveniente del satélite, una vez captada en el foco de la antena parabólica, debe ser amplificada mediante un amplificador de bajo ruido, y posteriormente trasladada a una primera frecuencia intermedia. La banda de frecuencias de la portadora de RF debe estar, para difusión de TV digital vía satélite, entre 10,7 y 12,75 GHz, mientras que la banda de la primera FI resultante estará entre 950 y 2150 MHz. Todo esto se realiza en una etapa externa llamada LNB.
Existen dos posibles anchos de banda para cada canal:
Banda FSS (Fixed Satellite Service): 26 MHz y 22 Msímbolos/s.
Banda BSS (Broadcast Satellite Service): 33 MHz y 27,5 Msímbolos/s.El sintonizador recoge la señal del LNB y la traslada a una segunda FI de 479,5 MHz. Ahora ya se puede demodular la señal. De esta forma se obtendrán de nuevo las señales de vídeo, audio, y datos comprimidos y multiplexados en el emisor en banda base para su procesado posterior, que consiste en las operaciones inversas a las realizadas en el transmisor, para corregir los posibles errores.
El conjunto de todas estas técnicas suministra una salida prácticamente libre de errores con una tasa de error (BER) superior a 1E-10, y un BER de 7E-4 o mejor en presencia de errores de ráfaga. Del demultiplexor se obtienen las tramas de audio y vídeo digital comprimido y se pasan al decodificador MPEG-2, obteniéndose las señales de video digital (4:2:2) y audio (PCM).
El decodificador también debe disponer de hardware adicional para posibilitar otro tipo de servicios como conexión a ordenadores personales, a la red telefónica, grabador de vídeo, etc.
ATENUACIÓN
La energía de una señal decae con la distancia . La atenuacion es la perdida de la potencia de una señal. por ello para que la señal llegue con la suficiente energia es necesario el uso de amplificadores o repetiores. La atenuacion se incrementa con la frecuencia, con la temperatura y con el tiempo.
La atenuación, en el caso del ejemplo anterior vendría, de este modo, expresada en decibelios por la fórmula siguiente:
AFECTA:
La atenuación es la razón principal de que el largo de las redes tenga varias restricciones. Si la señal se hace muy débil, el equipo receptor no interceptará bien o no reconocerá esta información. Esto causa errores, bajo desempeño al tener que transmitir la señal.
RUIDO
Toda señal indeseada que se inserta entre el emisor y el receptor de una señal dada . Hay diferentes tipos de ruido :
Ruido térmico debido a la agitación térmica de electrones dentro del conductor.
Ruido de intermodulación cuando distintas frecuencias comparten el mismo medio de transmisión.
Ruido Blanco: Ruido constante dentro del sistema.
Distorsion:Misma señal afectada incluso por si misma.
Interferencia electromagnética (EMI) e interferencia de la radiofrecuencia (RFI). Interferencias causadas por las fuentes externas de impulsos eléctricos que atacan la calidad de las señales eléctricas del cable e incluyen los sistemas de iluminación, los motores eléctricos y los sistemas de radio.Para evitarlo se puede aumentar el tamaño de los cables conductores o mejorar el tipo de material aislante empleado, otro metodo es el blindaje y la cancelacion
Ruido impulsivo :Son pulsos discontinuos de poca duración y de gran amplitud que afectan a la señal .
Ruido de la conexión a tierra de referencia:Son las interferencias en el sistema de datos debido a que el chasis de un dispositivo informático sirve como la conexión a tierra de referencia de señal y como conexión a tierra de la línea de alimentación de CA.
Diafonía: Cuando el ruido eléctrico del cable tiene origen en señales de otros alambres del cable.Ejemplo: Cuando dos hilos están colocados uno muy cerca del otro y no están trenzados, la energía de un hilo puede trasladarse al hilo adyacente y viceversa.se puede controlar mediante el cumplimiento estricto de los procedimientos de terminación estándar y el uso de cables de par trenzado de buena calidad. Se divide en NEXT: Cuando la señal inducida vuelve y es percibida por el emisor. La FEXT: La señal inducida es percibida en el lado receptor, es mas debil que el NEXT.
Ruido de la línea de alimentación de CA se origina debido a los campos eléctricos y magnéticos producidos por la corriente alterna que circula por el cableado de alimentación común en casas, empresas, etc. Como consecuencia, dentro de estos edificios, el ruido de la línea de alimentación de CA se encuentra en todo el entorno. Si no es tratado correctamente, el ruido de la línea de alimentación puede representar un gran problema para una red.
Es tambien cualquier interferencia que recibe un un mensaje, desde que es emitido y antes de ser recibido. Perturbaciones eléctricas que interfieren sobre las señales transmitidas o procesadas.
AFECTA
La señal , por lo tanto los datos llegaran con muy baja calidad. El ruido termico no se puede solucionar pero se puede dar a las señales la amplitud suficiente. En el NEXT se pueden seguir estrictamente los procedimientos de terminacion estandar y cables de trenzado de calidad. El Problemad de la corriente y de la tierra de referencia se puede solucionar trabajando conjuntamente con la compañia electrica. EMI/RF se evita con el apantallamiento y cancelacion.
BALUN
Se denomina balun (del inglés balanced-unbalanced lines transformer ) a un dispositivo adaptador de impedancias que convierte líneas de transmisión simétricas en asimétricas. La inversa también es cierta: el balun es un dispositivo reversible.
Se denomina balun (del inglés balanced-unbalanced lines transformer ) a un dispositivo adaptador de impedancias que convierte líneas de transmisión simétricas en asimétricas. La inversa también es cierta: el balun es un dispositivo reversible.
El balun, además de su función de simetrización de la corriente, también puede tener un efecto de adaptación de impedancias. La relación de impedancias se denota así: n:m.
- Ejemplo: 1:4.
- Nota: Los balunes, usados como adaptadores de impedancias, son reversibles. Por lo tanto, 1:4 es lo mismo que 4:1.
La potencia que puede transmitir un balun depende tanto de la geometría como del material con el que está construido.
- Si se usa un balun con núcleo de ferrita, pasada cierta potencia, el material se recalienta; si la temperatura sobrepasa la Temperatura de Curie del material, el balun pierde sus propiedades.
- Para evitar este problema, algunos baluns se hacen con núcleo de aire; sin embargo, el precio a pagar es que a potencia igual, es preciso construir bobinas demasiado grandes como para ser prácticas.
El balun no genera potencia. En cambio, todo balun tiene pérdidas. Se le llama pérdida de inserción a la atenuación sufrida por la señal a la salida del dispositivo. Una pérdida de inserción típica en un balun es de 0,3 dB.
PRACTICA #1
PRACTICA 1
CABLE COAXIAL
Introducción
El cordón que permite conducir electricidad y que está protegido por una envoltura se conoce como cable. Lo habitual es que esté hecho con conductores eléctricos como el cobre o el aluminio.
El cable coaxial, por su parte, es un tipo de cable que se utiliza para transportar señales eléctricas de alta frecuencia. Estos cables cuentan con dos conductores concéntricos: el conductor central o vivo (que se encarga de llevar la información) y elconductor exterior, malla o blindaje (que actúa como referencia de tierra y retorno de la corriente). Entre ambos se sitúa el dieléctrico, una capa aislante.
Los cables coaxiales fueron desarrollados en la década de 1930 y gozaron de gran popularidad hasta hace poco tiempo. Actualmente, sin embargo, la digitalización de las trasmisiones y las frecuencias cada vez más altas han hecho que estos cables sean reemplazados por los cables de fibra óptica, que tienen un ancho de banda superior.
La estructura del cable coaxial se compone de un núcleo de hilo de cobre que está rodeado por un aislante, un apantallamiento de metal trenzado (para absorber los ruidos y proteger los datos) y una cubierta exterior no conductora (hecha de plástico, goma o teflón).
Entre los diversos tipos de cable coaxial (con distintos diámetros e impedancias), los más frecuentes son los fabricados con policloruro de vinilo (PVC) o con plenum (materiales resistentes al fuego).
La conexión entre la antena y el televisor, las redes de televisión por cable e Internet, los equipos de radioaficionados y las redes telefónicas interurbanas suelen usar cables coaxiales.
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Tipos de cable coaxial.
Hay dos tipos de cable coaxial:
• Cable fino (Thinnet).
• Cable grueso (Thicknet).
• Para transmisión en banda ancha.
Con una impedancia característica de 75 ohmios.Utilizado en transmisión de señales de televisión por cable (CATV, "Cable Televisión").
• Para transmisión en banda base.
Con una impedancia característica de 50 ohmios. Utilizado en LAN´s. Dentro de esta categoría, se emplean dos tipos de cable: coaxial grueso ("thick") y coaxial fino ("thin").
Coaxial grueso ( "thick" ):
Es el cable más utilizado en LAN´s en un principio y que aún hoy sigue usándose en determinadas circunstancias (alto grado de interferencias, distancias largas, etc.).
Los diámetros de su alma/malla son 2,6/9,5 mm. Y el del total del cable de 0,4 pulgadas (aprox. 1 cm.). Como conector se emplea un transceptor ("transceiver") relativamente complejo, ya que su inserción en el cable implica una perforación hasta su núcleo (derivación del cable coaxial mediante un elemento tipo "vampiro" o "grifo").
Coaxial fino ( "thin" ):
Surgió como alternativa al cable anterior, al ser más barato,flexible y fácil de instalar. Los diámetros de su alma/malla son 1,2/4,4 mm, y el del cable sólo de 0,25 pulgadas (algo más de 0,5 cm.). Sin embargo, sus propiedades de transmisión (perdidas en empalmes y conexiones, distancia máxima de enlace, protección gerente a interferencias, etc.) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso. Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC ("British National Connector") sencillos y de alta calidad Ofrecen más seguridad que los de tipo "grifo", pero requieren un conocimiento previo de los puntos de conexión.
Hasta hace poco, era el medio de transmisión más común en las redes locales. El cable coaxial consiste en dos conductores concéntricos, separados por un dieléctrico y protegido del exterior por un aislante (similar al de las antenas de TV).
Existen distintos tipos de cable coaxial, según las redes o las necesidades de mayor protección o distancia. Este tipo de cable sólo lo utilizan las redes EtherNet.
El tipo de cable coaxial más apropiado depende de 1as necesidades de la red en particular.
Consideraciones sobre el cable coaxial
En la actualidad es difícil que tenga que tomar una decisión sobre cable coaxial, no obstante, considere las siguientes características del cable coaxial.
Utilice el cable coaxial si necesita un medio que pueda:
• Transmitir voz, vídeo y datos.
• Transmitir datos a distancias mayores de lo que es posible con un cableado menos caro
• Ofrecer una tecnología familiar con una seguridad de los datos aceptable.
Ambos tipos de cable pueden ser usados simultáneamente en una red. La velocidad de transmisión de la señal por ambos es de 10 Mb.
Ventajas del cable coaxial:
• La protección de las señales contra interferencias eléctricas debida a otros equipos, fotocopiadoras, motores, luces fluorescentes, etc.
• Puede cubrir distancias relativamente grandes, entre 185 y 1500 metros dependiendo del tipo de cable usado.
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CABLE COAXIAL
Introducción
El cordón que permite conducir electricidad y que está protegido por una envoltura se conoce como cable. Lo habitual es que esté hecho con conductores eléctricos como el cobre o el aluminio.
El cable coaxial, por su parte, es un tipo de cable que se utiliza para transportar señales eléctricas de alta frecuencia. Estos cables cuentan con dos conductores concéntricos: el conductor central o vivo (que se encarga de llevar la información) y elconductor exterior, malla o blindaje (que actúa como referencia de tierra y retorno de la corriente). Entre ambos se sitúa el dieléctrico, una capa aislante.
Los cables coaxiales fueron desarrollados en la década de 1930 y gozaron de gran popularidad hasta hace poco tiempo. Actualmente, sin embargo, la digitalización de las trasmisiones y las frecuencias cada vez más altas han hecho que estos cables sean reemplazados por los cables de fibra óptica, que tienen un ancho de banda superior.
La estructura del cable coaxial se compone de un núcleo de hilo de cobre que está rodeado por un aislante, un apantallamiento de metal trenzado (para absorber los ruidos y proteger los datos) y una cubierta exterior no conductora (hecha de plástico, goma o teflón).
Entre los diversos tipos de cable coaxial (con distintos diámetros e impedancias), los más frecuentes son los fabricados con policloruro de vinilo (PVC) o con plenum (materiales resistentes al fuego).
La conexión entre la antena y el televisor, las redes de televisión por cable e Internet, los equipos de radioaficionados y las redes telefónicas interurbanas suelen usar cables coaxiales.
Tipos de cable coaxial.
Hay dos tipos de cable coaxial:
• Cable fino (Thinnet).
• Cable grueso (Thicknet).
• Para transmisión en banda ancha.
Con una impedancia característica de 75 ohmios.Utilizado en transmisión de señales de televisión por cable (CATV, "Cable Televisión").
• Para transmisión en banda base.
Con una impedancia característica de 50 ohmios. Utilizado en LAN´s. Dentro de esta categoría, se emplean dos tipos de cable: coaxial grueso ("thick") y coaxial fino ("thin").
Coaxial grueso ( "thick" ):
Es el cable más utilizado en LAN´s en un principio y que aún hoy sigue usándose en determinadas circunstancias (alto grado de interferencias, distancias largas, etc.).
Los diámetros de su alma/malla son 2,6/9,5 mm. Y el del total del cable de 0,4 pulgadas (aprox. 1 cm.). Como conector se emplea un transceptor ("transceiver") relativamente complejo, ya que su inserción en el cable implica una perforación hasta su núcleo (derivación del cable coaxial mediante un elemento tipo "vampiro" o "grifo").
Coaxial fino ( "thin" ):
Surgió como alternativa al cable anterior, al ser más barato,flexible y fácil de instalar. Los diámetros de su alma/malla son 1,2/4,4 mm, y el del cable sólo de 0,25 pulgadas (algo más de 0,5 cm.). Sin embargo, sus propiedades de transmisión (perdidas en empalmes y conexiones, distancia máxima de enlace, protección gerente a interferencias, etc.) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso. Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC ("British National Connector") sencillos y de alta calidad Ofrecen más seguridad que los de tipo "grifo", pero requieren un conocimiento previo de los puntos de conexión.
Hasta hace poco, era el medio de transmisión más común en las redes locales. El cable coaxial consiste en dos conductores concéntricos, separados por un dieléctrico y protegido del exterior por un aislante (similar al de las antenas de TV).
Existen distintos tipos de cable coaxial, según las redes o las necesidades de mayor protección o distancia. Este tipo de cable sólo lo utilizan las redes EtherNet.
El tipo de cable coaxial más apropiado depende de 1as necesidades de la red en particular.
Consideraciones sobre el cable coaxial
En la actualidad es difícil que tenga que tomar una decisión sobre cable coaxial, no obstante, considere las siguientes características del cable coaxial.
Utilice el cable coaxial si necesita un medio que pueda:
• Transmitir voz, vídeo y datos.
• Transmitir datos a distancias mayores de lo que es posible con un cableado menos caro
• Ofrecer una tecnología familiar con una seguridad de los datos aceptable.
Ambos tipos de cable pueden ser usados simultáneamente en una red. La velocidad de transmisión de la señal por ambos es de 10 Mb.
Ventajas del cable coaxial:
• La protección de las señales contra interferencias eléctricas debida a otros equipos, fotocopiadoras, motores, luces fluorescentes, etc.
• Puede cubrir distancias relativamente grandes, entre 185 y 1500 metros dependiendo del tipo de cable usado.
ACOPLADORES
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DESARROLLO
Mediante el cable proporcionado en laboratorio le retiramos el forro de plástico, y la malla metálica, dejando al descubierto el núcleo de hilo de cobre y así colocamos el conector y si es posible para una mejor calidad de conexión soldar el núcleo con la punta que viene con el conector y se procede a ponchar el cable.
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