1. Rev.: 1.0 – 05/030/2008
Características de las señales eléctricas
magnitud. Una señal alterna nunca puede ser
1. Señal eléctrica constante.
Entenderemos por señal eléctrica a una
magnitud eléctrica cuyo valoro intensidad Tipos de Señales
depende del tiempo. Así, v(t) es una tensión 2,5
cuya amplitud depende del tiempo e i(t) es una 2
corriente cuya intensidad depende del tiempo. 1,5
1
Por lo general se designa la palabra señal para 0,5
referirse a magnitudes que varían de alguna 0
forma en el tiempo. Interpretaremos a las -0,5 0 5 10 15 20
magnitudes constantes como casos particulares -1
Tiempo [seg]
de señales eléctricas.
Señal alterna Señal continua
Figura 2
2. Características comunes
Señales constantes y variantes Señales periódicas
Como su nombre lo indica, las señales Las señales periódicas son aquellas a las
constantes son aquellas que no varían en el cuales se les puede encontrar un patrón de
tiempo. Tal es el caso del voltaje en bornes de repetitividad, es decir, que después de un
una batería. Su representación gráfica es por lo determinado tiempo, vuelve a repetirse uno a
tanto una línea recta horizontal. uno los valores anteriores, una y otra vez. A este
Las señales variantes son aquellas que patrón se lo reconoce como ciclo de la onda. El
cambian su valor de alguna manera son el tiempo que demora un ciclo en desarrollarse se
tiempo. denomina período, y por supuesto, se mide en
segundos.
Tipos de Señales
Tipos de Señales
2,5
1
2
1,5 0,5
1 0
0,5 0 5 10 15 20
-0,5
0
0 5 10 15 20 -1
-0,5
Tiempo [seg] -1,5
Tiempo [seg]
Señal constante Señal variante
Señal periódica de período 5 seg.
Figura 1
Figura 3
Señales continuas y alternas
Desde el punto de vista gráfico, las señales Se denomina frecuencia de la señal a la
continuas son aquellas que siempre tienen el cantidad de ciclos que pueden desarrollarse en
mismo signo, es decir, son siempre positivas o un segundo. Se mide en ciclos por segundo o
nulas, o siempre negativas o nulas. En el caso de Hertz, abreviado, Hz. La relación existente entre
una corriente, esto significa que la misma la frecuencia y el período de una señal es:
siempre circulará en el mismo sentido, aunque 1
f =
pueda variar su intensidad. Si la señal es de T
voltaje, debe interpretarse que la fuente intenta Las señales aperiódicas son aquellas a las
forzar la circulación de corriente siempre en el cuales es imposible definirles un ciclo. Por lo
mismo sentido, aunque pueda variar su fuerza. general son señales aleatorias, como ser las
Una señal continua, entonces, puede o no ser señales de audio. Las señales variantes de las
constante. Las señales de la figura 1 son ambas figuras 1 y 2 son señales aperiódicas.
señales continuas, aunque una sea variante.
Las señales alternas son aquellas que, por el
contrario a las continuas, varían el signo de su
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2. Rev.: 1.0 – 05/030/2008
Características particulares de las 3. Señales de prueba
señales periódicas Señal senoidal
Se pueden definir otros parámetros que
La señal senoidal es la más común de las
identifican a una señal periódica:
señales de prueba. Para ella son válidas todas las
Amplitud de pico: es el valor máximo que
definiciones anteriores (Ver figuras 4 y 5).
tiene una señal, considerada desde el valor ‘0’.
A esta señal se le puede atribuir una doble
Amplitud pico a pico: es la diferencia entre
simetría: una respecto al eje tiempo, y otra
el valor máximo y el valor mínimo de una señal.
respecto al punto medio de la onda (simetría
Valor eficaz: es el valor equivalente al de
impar). Ambos semiciclos son idénticos,
una señal continua constante capaz de
variando solo en el signo. Esto provoca que su
desarrollar la misma potencia que la señal
valor medio sea nulo.
periódica.
Si a una señal senoidal se la desfasa 90º en
Valor medio: es el promedio de todos los
adelanto se obtiene una nueva señal denominada
valores de una señal tomados en un ciclo. Para
cosenoidal. Se dice que ambas se encuentran en
señales simétricas como la senoidal, el valor
cuadratura.
medio es nulo.
Tipos de Señales
Tipos de Señales
1,5
1,5
1
1
0,5
0,5 Vp Vpp
0
0 0 2 4 6 8 10 12
0 2 4 6 8 10 12 -0,5
-0,5
-1
-1
-1,5
-1,5
Tiempo [seg]
Tiempo [seg]
Señal senoidal Señal cosenoidal
Señal periódica
Figura 6
Figura 4
La relación existente entre el valor de pico y
Desfasaje: cuando una señal es comparada el valor eficaz de una señal senoidal es siempre
con una referencia (por ejemplo otra señal), es el mismo y guarda la siguiente relación:
posible observar un corrimiento horizontal; se
denomina ángulo de desfasaje o simplemente
Vp
desfasaje al valor de este corrimiento medido en Veficaz =
grados sexagesimales. 2
Tipos de Señales
Así, la señal de voltaje de red tiene un valor
eficaz de 220V, pero un valor de pico de 311V.
1,5 La expresión temporal para las señales
1 senoidal y cosenoidal son las siguientes:
0,5
0 v1 (t ) = V p ⋅ sen(2 ⋅ π ⋅ f ⋅ t )
0 2 4 6 8 10 12
-0,5
-1 θ=45º v2 (t ) = V p ⋅ sen(2 ⋅ π ⋅ f ⋅ t + π 2)
-1,5 Donde Vp es el valor de pico, f la frecuencia
Tiempo [seg]
y π 2 representa el desfasaje medido en
Señal de referencia Señal desfasada radianes. Es muy común suplantar este último
Figura 5 valor por su equivalente en sexagesimal 90º,
aunque no es matemáticamente correcto. No
Siempre se considera que un período obstante, los argumentos de las funciones
equivale a 360º sin importar el valor particular trigonométricas anteriores siempre deben ser
del mismo. El desfasaje puede ser en adelanto, evaluados en radianes.
si el corrimiento se hace hacia la izquierda, o en Como ejemplo, la señal desfasada de la
atraso, si el corrimiento se hace hacia la derecha figura 5 puede ser representada como:
de la referencia.
v(t ) = 1V ⋅ sen(2 ⋅ π ⋅ f ⋅ t − 45º )
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3. Rev.: 1.0 – 05/030/2008
Señal rectangular y cuadrada Un caso particular de ambas señales es
La señal rectangular es muy utilizada para cuando se truncan sus semiciclos negativos a
realizar determinadas mediciones, e cero, es decir, son señales rectangulares o
implementar controles en sistemas de cuadradas continuas, como se puede observar en
conmutación. Se caracteriza por tener solamente la figura 8.
dos valores posibles. Se le puede definir En tal caso Vmín=0 por lo que expresión del
amplitud, período, frecuencia y desfasaje. valor medio queda simplificada a
Vm = Vmáx ⋅ cu
Señales de prueba
Señales triangulares
1,5
Son señales que tienen un crecimiento y
1
decrecimiento constantes. A las velocidades de
0,5
crecimiento y decrecimiento se las denomina
0
0 20 40 60 80 100 120 140
pendientes. Si ambas pendientes son iguales la
-0,5
señal se llamará triangular; caso contrario se la
-1
llamará diente de sierra.
-1,5
Tiempo [mseg]
Tipos de Señales
Señal rectangular
10
Figura 7
8
6
El paso de un valor a otro se denomina 4
flanco, ascendente o descendente según 2
corresponda. Si bien en teoría el cambio debería 0
ser instantáneo, en la práctica, por limitación de -2 0 5 10 15 20
los circuitos que generan la señal, dicho flanco -4
Tiempo [seg]
posee una leve inclinación.
La relación entre el tiempo τ del semiciclo Señal triangular Señal diente de sierra
positivo y el período T se denomina ciclo útil,
Figura 9
ciclo de actividad o ciclo de trabajo:
τ τ
cu =  cu% =
→ ⋅100% El valor de la pendiente siempre se calcula
T T como:
∆V
En el ejemplo de la figura 7, considerando pend =
un semiperíodo de 30mseg y un período de ∆t
70mseg, se tiene que cu=42.85%.
El valor medio de una señal rectangular se con lo cual su unidad será Voltio/seg o
calcula como: Amper/seg. Si las pendientes son demasiado
Vm = (Vmáx − Vmín ) ⋅ cu + Vmín grandes, es muy común presentarlas en
Voltio/µseg o Amper/µseg.
Cuando el cu es del 50% la señal rectangular
se transforma en una señal cuadrada. En una
señal cuadrada, de igual modo que sucede con 4. Operaciones entre señales
las ondas senoidales, el valor medio es nulo. Suma de dos señales
La suma de dos señales siempre debe
Señales de prueba
realizarse punto por punto, es decir para cada
valor de t se deben sumar los valores de las
1,2 señales, respetando el signo que tiene cada una.
1 En el caso particular de que una de las señales
0,8 sea constante, el resultado se obtendrá de
0,6
desplazar verticalmente a la otra señal tantas
0,4
unidades como diga la constante, respetando su
0,2
0
signo. A la señal resultante se la llama señal con
-0,2 0 20 40 60 80 100 120 140 offset o con componente de continua.
Tiempo [mseg]
Señal cuadrada no negativa
Figura 8
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4. Rev.: 1.0 – 05/030/2008
Operaciónes entre señales
Resta entre señales
Debe realizarse punto por punto. No
1,5 obstante puede entenderse como una doble
1 operación: primero invertir o multiplicar por -1
0,5 a la segunda señal; luego realizar la suma como
0 se detalló anteriormente.
-0,5
-1
Operaciónes entre señales
-1,5
Tiempo [seg] 2
1,5
Señal 1 Señal 2 Sumatoria 1
0,5
Figura 10 0
-0,5
-1
Operaciónes entre señales -1,5
-2
2 Tiempo [seg]
1,5
Señal 1 Señal 2 Señal 1 - Señal 2
1
0,5
0
-0,5 Simbología
-1 Por lo general las operaciones entre señales
-1,5 se representan a través de los siguientes
Tiempo [seg] símbolos:
Señal 1 Señal 2 Señal con offset
Figura 11 +
v1(t) v1(t) - v2(t)
Multiplicación de una señal por una -
constante
Al igual que para la suma y cualquier otra
v2(t)
operación, la multiplicación de dos señales
siempre debe realizarse punto por punto. En este
caso particular, el resultado es la misma señal
variante aumentada en sus valores máximos y
mínimos tantas veces como diga la constante.
Si la constante es negativa el resultado v1(t) + v1(t) + v2(t)
inmediato es observar a la señal variante
invertida respecto del eje tiempo.
Operaciónes entre señales v2(t)
4
3
2
1
0
-1 v1(t) k k·v1(t)
-2
-3
-4
Tiempo [seg]
Señal 1 3 x Señal 1 (-1) x Señal 1
Figura 12
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