Características Ondas
Las características descritas a continuación son las propiedades básicas de un tipo de onda particular: onda periódica. De todas formas estos conceptos son aplicables a las OEM.
Crestas, valles y amplitud de una onda
Previo a la definición de estos conceptos, se define la posición de equilibrio como aquella en la que no existe ningún tipo de oscilación (reposo). En una onda transversal, las crestas indican el punto más alejado de la posición de equilibrio, suele representarse, por convención, como el punto que se dibuja en la parte de arriba de la onda. El valle también es el punto más alejado de la posición de equilibrio de una onda, pero en el lado opuesto al lugar donde se ubican las crestas. Por lo visto entonces, una onda es una sucesión de crestas y valles (en una onda longitudinal el monte o cresta recibe el nombre de zona de compresión y el valle se denomina rarefacción).
La amplitud de una onda puede definirse como la distancia vertical entre una cresta y un valle. Ésta es medida en forma perpendicular a la línea que representa la posición de equilibrio con respecto al medio. La amplitud se mide en unidades de longitud, metro (m) cuando se trata de una onda mecánica, en las ondas acústicas en pascales (Pa) o en decibelios (dB) y en las ondas electromagnéticas en voltios/metro (v/m).
Longitud de Onda, Frecuencia y velocidad de propagación
La longitud de onda es la distancia mínima entre dos puntos de la onda que se encuentran en el mismo estado de vibración, esto ocurre por ejemplo, entre dos crestas consecutivas o dos valles sucesivos. La longitud de onda es representada por la letra griega λ (lambda) y es medida en metros (m).
La frecuencia se representa con la letra f, y es el número de vibraciones que se producen en una unidad de tiempo. O sea cuántas crestas o valles se repiten en una unidad de tiempo. Si la unidad de tiempo es un segundo entonces la frecuencia se mide en Hertz (Hz).
La longitud de onda (λ ) y la frecuencia (f) son dos parámetros inversamente proporcionales y relacionados mediante la velocidad de propagación. La velocidad de propagación es la velocidad con la que la onda viaja, se representa con la letra «v». La ecuación que vincula estos tres parámetros es v=f*λ .
Entonces, la frecuencia indica cuan rápidas son las oscilaciones o vibraciones de la onda, mientras que la velocidad de propagación es una medida de la velocidad a la que la onda se propaga en el medio.
Finalmente, el período de una onda es el inverso de la frecuencia, si la frecuencia es medida en Hertz (Hz) entonces, el período es medido en segundos (s).
Ancho de banda
Generalmente una onda o señal de cualquier tipo, suele estar compuesta por la suma de ondas de distinta frecuencia y usualmente dicha onda o señal es de amplitud variable. La siguiente figura muestra un ejemplo de una onda compuesta.
Dentro de una señal (de cualquier tipo: audio, vídeo, etc.), normalmente hay componentes de muchas frecuencias. Al rango de frecuencias donde se encuentra la señal se le llama ancho de banda de la señal.
Las señales pueden representarse en el dominio del tiempo o en el dominio de la frecuencia, al hablar de telecomunicaciones es usual utilizar la representación en frecuencia ya que proporciona información sobre el ancho de banda en el que esta contenida la señal, el cual será de interés a la hora de transmitir dicha señal.
Para cada señal se tiene una representación temporal que determina la amplitud de la señal para cada instante de tiempo y una función en el dominio de la frecuencia que especifica las frecuencias constitutivas de la señal, esta ultima representación es llamada espectro de la señal.
Como se puede ver en la figura, la señal en frecuencia tiene tres componentes de frecuencia distintas. El análisis de las señales en frecuencia es amplio y con un profundo contenido matemático.
Cabe aclarar aquí que el concepto de ancho de banda desarrollado refiere al ancho de banda de una señal y no del ancho del canal de comunicaciones, este último puede definirse como la diferencia entre la frecuencia máxima y la mínima que pueden “pasar” por ese canal. El ancho de banda del canal debe ser tal que permita “pasar” sin afectar, todas las frecuencias componentes de la señal que se desea transmitir.