RUIDO.Por ruido se entiende toda componente de tensión o intensidad indeseada que se superpone con la componente de señal que se procesa o que interfiere con el proceso de medida.El ruido de un sistema se puede clasificar en uno de los dos siguientes grupos:

- Ruido interno o inherente: que corresponden al que se genera en los dispositivos electrónicos como consecuencia de su naturaleza física (ruido térmico, ruido por cuantización de las cargas, ruido de semiconductor, etc.). El ruido inherente es de naturaleza aleatoria.

- Ruido externo o interferencias: que corresponde al que se genera en un punto del sistema como consecuencia de acoplamiento eléctrico o magnético con otro punto del propio sistema, o con otros sistemas naturales (tormentas, etc.) o construidos por el hombre (motores, equipos, etc.). El ruido de interferencia puede ser periódico, intermitente, o aleatorio. Normalmente se reduce, minimizando el acoplo eléctrico o electromagnético, bien a través de blindajes, o bien, con la reorientación adecuada de los diferentes componentes y conexiones.

El ruido se puede abordar desde dos puntos de vista:

- Mediante métodos que tratan de reducir el ruido en sus fuentes y en su propagación, como son las técnicas de cableado, blindaje, o diseño de dispositivos de bajo ruido. Estas técnicas son las más óptimas ya que no degradan las prestaciones del sistema, aunque su aplicación no siempre es eficaz o posible.

- Mediante métodos de filtrado y promediado de la señal, para amortiguar el nivel de ruido frente a la señal que se procesa. Estas técnicas suelen ser de aplicación más general y efectiva, pero suelen reducir las prestaciones (por ejemplo, anchura de banda) del sistema.

TIPOS DE RUIDO.

RUIDO TÉRMICO

En telecomunicaciones y otros sistemas electrónicos, se denomina ruido térmico o ruido de Johnson al ruido producido por el movimiento de los electrones en los elementos integrantes de los circuitos, tales como conductores, semiconductores, tubos de vacío, etc.

Entre las características más sobresalientes del ruido térmico, prevalecen que es aleatorio, porque los electrones agitados por la energía tienen un movimiento aleatorio; es blanco, denominación que recibe por analogía con la luz blanca, al estar presente en todas las

frecuencias; y es resistivo, porque depende lineal y directamente de la resistividad del material.

Es un ruido que está presente en toda resistencia y que es causado por la agitación térmica de los electrones (o huecos en el caso de semiconductores).El ruido térmico es independiente de la naturaleza del material con que está construida, o de la intensidad de continua que la atraviesa. Este ruido se genera con igual nivel cuando la resistencia se encuentra en un circuito, como cuando se encuentra es el cajón de componentes.

El ruido térmico puede modelarse como una fuente de tensión en serie con una resistencia no generadora de ruido. El espectro de la señal de ruido térmico es de tipo blanco, y tiene una densidad de potencia de valor:

RUIDO INTERMODULACIÓN

Es la energía generada por las sumas y las diferencias creadas por la amplificación de dos o más frecuencias en un amplificador no lineal.

Las nuevas frecuencias se suman o restan con las originales dando lugar a componentes de frecuencias que antes no existían y que distorsionan la verdadera señal.

RUIDO DE DISPARO (Shot noise)

Es el ruido que se genera cuando una intensidad atraviesa una barrera de potencial, y es consecuencia de la naturaleza discreta de las cargas. La corriente de base de los transistores BJT presenta este tipo de ruido.

El espectro del ruido de disparo es de tipo blanco, y su densidad de potencia es uniforme para todas las frecuencias y de valor,

RUIDO CROSSTALK (CRUZADO)

Es una perturbación causada por los campos eléctricos o magnéticos de una señal de telecomunicaciones que afecta a una señal en un circuito adyacente. En un circuito telefónico, la interferencia puede resultar en su parte auditiva de una conversación de voz desde otro circuito.

Puede ocurrir en microcircuitos en ordenadores y equipos de audio, así como dentro de los circuitos de la red. El término también se aplica a las señales ópticas que interfieren entre sí.

RUIDO DE FLUCTUACIÓN (Flicker Noise)

Está presente en todos los dispositivos activos y pasivos, aunque su origen depende del tipo de dispositivo. Es un ruido de tipo rosa (1/f) y que se caracteriza por ser función de la intensidad que atraviesa el dispositivo,

Causas del ruido de flicker son:

- En transistores BJT, está relacionado con la captura y liberación de electrones y huecos en las trampas de recombinación del semiconductor.

- En los MOSFET, está relacionado con los estados de energía atípica que se crean en la interface entre el silicio y el óxido, los cuales juegan el papel de trampas para las cargas.

- En las resistencias pasivas es mucho más acusado en las resistencias de carbón, que en las de filamento enrollado, y aparece como un ruido en exceso sobre el ruido térmico, y es dependiente de la intensidad que la atraviesa.

ANÁLISIS DEL RUIDO

Es interesante determinar hasta qué punto las propiedades del ruido permanecen constantes a lo largo del tiempo. El ruido puede variar tanto en diferentes segmentos de un mismo latido, como en el mismo segmento para diferentes latidos.

Análisis del ruido en los diferentes intervalos isoeléctricos

En un estudio (Fernández et al., 1993) se compararon la variancia y el histograma para los tres segmentos isoeléctricos del ECG en ocho sujetos. Para reducir la interferencia de red se utilizó el filtro espectral descrito en el capítulo anterior.

Diferentes autores han utilizado distintos intervalos isoeléctricos para estimar el ruido. Por ejemplo, Reddy et al. (1992) describen un sistema comercial en el que se utiliza una ventana en el segmento ST para estimar la variancia del ruido. Berbari (1988) describe el uso de un segmento fuera del intervalo de interés para estimar el ruido.

Utiliza el segmento PR para estimar el ruido al analizar los potenciales ventriculares tardíos (segmento ST). En el intento de estandarización para el análisis de potenciales ventriculares tardíos (Breithardt et al., 1991) se recomienda el uso de una ventana de 40 ms en el segmento TP o en el ST. Santopietro (1977) analizó el segmento TP.

Los resultados de nuestro estudio indican que para una variancia del ruido baja, el histograma es acampanado y es similar en los tres intervalos isoeléctricos. Pero si la

variancia del ruido es alta, el histograma no tiene una forma definida. Cuando la diferencia relativa entre variancias en los tres intervalos es pequeña, éstos pueden ser considerados similares. Pero en ocasiones las variancias de los distintos intervalos son bastante diferentes. Se concluye que aunque la observación del registro temporal nos puede dar una pista de cuándo debemos rechazar un ECG ruidoso, sería mejor medir el ruido en los tres intervalos isoeléctricos. Al buscar micro potenciales en el segmento PR o en el ST, el ruido en el segmento TP puede no ser representativo del ruido en los otros segmentos. En consecuencia, es preferible medir el ruido en el mismo intervalo donde se buscan los micro poténciales o, cuando menos, comprobar que el ruido no varía mucho de uno a otro intervalo isoeléctrico.

Análisis de la estacionariedad del ruido

En los métodos de reducción de ruido, como el promediado, se supone que el ruido es aditivo, incorrelado con el ECG y estacionario. Pero podemos preguntarnos si esta última hipótesis es cierta. Analizaremos la estacionariedad de registros superficiales y esofágicos. Hemos analizado registros esofágicos debido a la hipótesis de que en el ECG superficial la fuente principal de ruido y su no estacionariedad es el electromiograma. En cambio, en los registros esofágicos podemos analizar el ruido sin el electromiograma. Para el ECG esofágico se utilizó el electrodo de tipo píldora (Arzbaecher et al., 1977). Como es habitual filtrar paso alto para la detección de potenciales ventriculares tardíos, analizaremos la estacionariedad del ruido una vez filtrado, viendo la diferencia con los registros sin filtrar.

Bibliografía

Capitulo 8:

Ruido. Recuperado el http://personales.unican.es/perezvr/pdf/CH8ST_Web.pdf 25 Sep. 2013 de.

Ruido Eléctrico. Recuperado el 25 Sep. 2013 de http://www.pardell.es/ruido.html. Ruido.

Ruido en comunicaciones. Recuperado

http://ruido.wikispaces.com/RUIDO+EN+COMUNICACIONES. SearchNtworking. Crosstalk.

Recuperado el http://searchnetworking.techtarget.com/definition/crosstalk el 25 Sep. 2013. Cook. John W. The Noise and Crosstalk Environment for ADSL and VDSL Systems.

Recuperado el 25 Sep. 2013 http://www.fieepn.net/profesores/phidalgo/trabajos/trab_7.pdf

TECNOLOGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE ECATEPEC

DIVISIÓN DE INGENIERÍA EN SISTEMAS

COMPUTACIONALES

TEMA

Ruido

PROFESOR

Adolfo Meléndez Ramírez

ALUMNA

Islas López Sandy Paulina

MATERIA

Teoría de las telecomunicaciones

GRUPO

5502