Definición de Señal digital
Una señal es digital cuando sus valores se representan con variables discretas en vez de continuas.
La señal digital es una señal que es empleada para representar datos: una imagen, audio, texto, etc. Estos datos son representados en forma de una secuencia de valores discretos (una secuencia de valores discretos en binario podría ser: 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1...).
Esto significa que si tomamos la señal digital en cualquier momento esta sólo podrá tomar un único valor (0 o 1, en la señal binaria) de un número finito de números. En el caso de la informática se utilizan solo dos valores: ceros y unos (sistema binario).
Por ejemplo, las computadoras utilizan dos niveles de tensión eléctrica distintos (en realidad, dos bandas o intervalos de tensión eléctrica) representando el cero o el uno, permitiendo así aplicar lógica y aritmética binaria a esta señal.
La señal digital contrasta con la señal analógica, que representa valores continuos; si tomamos la señal analógica en algún momento, este representará un número real dentro de un rango continuo de valores.
En la práctica sabemos que el mundo real es analógico y, por lo tanto, para poder representarlo con una señal digital hay que elegir "intervalos" o "bandas" de valores analógicos que finalmente representarán un 0 o un 1. Esto se detallará mejor en la siguiente sección.
La representación digital de las señales tiene ventajas significativas sobre las señales analógicas. Una de estas ventajas es la capacidad de almacenamiento y transmisión de datos de manera más eficiente. La señal digital es más resistente a las interferencias y al ruido, ya que se puede recuperar fácilmente el valor correcto de cada dato. Además, se pueden realizar operaciones matemáticas y lógicas directamente sobre la señal digital, lo que proporciona mayores posibilidades de procesamiento y manipulación de la información.
Sin embargo, también existen limitaciones en la representación digital. Al convertir una señal analógica en digital, se produce una pérdida de información debido a la discretización de los valores continuos. Esta pérdida se conoce como error de cuantización y puede introducir distorsiones en la señal digitalizada. Además, la cantidad de información que se puede representar en una señal digital está limitada por la cantidad de bits utilizados para su codificación. Por tanto, es importante elegir la resolución adecuada para garantizar una representación precisa de los datos.
En resumen, la señal digital es una forma de representar datos mediante variables discretas, como ceros y unos en el sistema binario. Esta representación tiene ventajas en términos de eficiencia, resistencia al ruido y capacidad de procesamiento, pero también presenta limitaciones en cuanto a pérdida de información y capacidad de representación. Sin embargo, con una adecuada elección de resolución y técnicas de procesamiento de señales, la señal digital se ha convertido en la forma dominante de representación de datos en la era digital.
Señal digital como una banda discreta de niveles analógicos
Las señales digitales simples representan información en bandas (o intervalos) discretas de niveles analógicos. Todos los niveles dentro de una banda o intervalo de valores representan el mismo estado (0 o 1, en el caso binario).
Por ejemplo, en la mayoría de los circuitos modernos la señal puede tener dos valores: esto es llamado señal binaria. Estos se representan por dos bandas o intervalos de voltajes: un intervalo de voltaje representará el 0 y otro intervalo de voltaje representará el 1.
Entonces en la transmisión de datos en la señal digital se enviará un voltaje tras otro que irán representando cero y unos. Estos significa que, en cualquier momento dado, una señal digital representará un valor binario único (llamado bit).
Por esta razón, aunque se produzcan pequeños cambios en la señal (por ruido térmico, por ejemplo), no se degradará la señal digital como sí ocurre con la transmitida de forma analógica.
En la imagen se puede ver una señal digital afectada por una leve interferencia. Así y todo la señal digital se puede recuperar y en este caso es 1 0 1 1 0. Siempre que el voltaje esté en un rango determinado será tomado como un 0 y si cae en otro voltaje determinado será tomado como un 1
Señales digitales más allá de la binaria
Existen señales digitales que utilizan más de dos estados, aquellos circuitos que utilizan estas señales son llamados de lógica plurivalente.
Por ejemplo, las señales que pueden asumir tres estados posibles son llamadas de lógica de tres estados.
Resumen: Señal digital
La señal digital es una representación de datos con valores discretos en forma de ceros y unos. Se utiliza en computadoras y se diferencia de la señal analógica que tiene valores continuos. En la práctica, se eligen intervalos o bandas de valores analógicos para representar un 0 o un 1.
¿Qué ventajas tiene utilizar una señal digital en lugar de una señal analógica?
Una de las ventajas principales de utilizar una señal digital en lugar de una señal analógica es la capacidad de transmitir información de manera más eficiente y precisa. Las señales digitales son menos susceptibles al ruido y la interferencia, lo que permite una mejor calidad de la señal y una menor pérdida de información durante la transmisión. Además, las señales digitales pueden ser almacenadas, procesadas y manipuladas de manera más fácil y rápida mediante dispositivos electrónicos. También es posible realizar una mayor variedad de operaciones matemáticas y lógicas con señales digitales, lo que facilita su procesamiento y análisis.
¿Cuál es la diferencia entre una señal digital y una señal analógica?
La diferencia fundamental entre una señal digital y una señal analógica radica en la forma en que representan los valores. Una señal analógica representa los valores utilizando una gama continua de valores, mientras que una señal digital representa los valores utilizando variables discretas. En otras palabras, una señal analógica puede tener infinitos valores posibles dentro de un rango determinado, mientras que una señal digital solo puede tener un número finito de valores discretos. Esto hace que las señales digitales sean más precisas y menos susceptibles a errores y distorsiones en la transmisión.
¿Cuál es la importancia de la digitalización de señales en la era moderna?
La digitalización de señales ha sido de gran importancia en la era moderna debido a la capacidad de procesamiento y transmisión de información de manera más eficiente y rápida. La digitalización ha permitido el desarrollo de tecnologías como internet, telefonía móvil, servicios de streaming de audio y video, entre otros. Además, ha mejorado la calidad y confiabilidad de las comunicaciones, ya que las señales digitales son menos susceptibles al ruido y la interferencia. También ha facilitado el almacenamiento y análisis de grandes cantidades de datos, lo que ha impulsado el avance de áreas como la inteligencia artificial y el aprendizaje automático.
¿Cómo se realiza la conversión de una señal analógica a una señal digital?
La conversión de una señal analógica a una señal digital se realiza a través de un proceso llamado muestreo y cuantificación. En el muestreo, la señal analógica se toma en intervalos regulares de tiempo y se obtienen valores discretos en esos momentos específicos. Estos valores se almacenan y representan la señal digitalizada. Luego, en la etapa de cuantificación, se asigna un número finito de bits para representar cada valor de la señal digitalizada. Los valores analógicos se aproximan al valor digital más cercano y se cuantifican en un nivel específico. Este proceso garantiza una representación adecuada de la señal analógica en forma digital.
¿Cuáles son los principales métodos de transmisión de señales digitales?
Existen varios métodos de transmisión de señales digitales, siendo los más comunes:
1. Transmisión serie: En este método, los bits de la señal digital se transmiten uno detrás de otro a través de un único canal de comunicación. Es un método simple y económico, pero puede ser más lento que otros métodos.
2. Transmisión paralela: En este método, los bits de la señal digital se transmiten simultáneamente a través de varios canales de comunicación. Esto permite una transmisión más rápida, pero requiere más cables y dispositivos.
3. Transmisión por radiofrecuencia: En este método, los bits de la señal digital se transmiten a través de ondas de radio. Es utilizado en comunicaciones inalámbricas, como Wi-Fi, Bluetooth y telefonía móvil.
¿Qué es la codificación de la señal digital y por qué es importante?
La codificación de la señal digital es el proceso de representar la señal digital utilizando un conjunto de reglas o algoritmos específicos. Esto se hace para facilitar la transmisión, el almacenamiento y el procesamiento de la señal digital, así como para aumentar la resistencia a errores y distorsiones en la transmisión. La codificación puede incluir técnicas como la detección y corrección de errores, la compresión de datos y la encriptación de la señal. La codificación de la señal digital juega un papel crucial en asegurar la integridad y confidencialidad de la información transmitida a través de redes digitales.
Terminología relacionada
Sugiero revisar las siguientes palabras para entender completamente el significado de este tema.
• Información digital
• Digital
• Binario
• Bit
• Señal de reloj
Autor: Leandro Alegsa
Actualizado: 09-07-2023
¿Cómo citar este artículo?
Alegsa, Leandro. (2023). Definición de Señal digital. Recuperado de https://www.alegsa.com.ar/Dic/senal_digital.php
