señales analogicas, digitales y su relacion

1.1 fundamentos de los sistemas digitales

1.1.1 Señal analogica
Una señal analógica es un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético y que es representable por una función matemática continua en la que es variable su amplitud y periodo (representando un dato de información) en función del tiempo. Algunas magnitudes físicas comúnmente portadoras de una señal de este tipo son eléctricas como la intensidad, la tensión y la potencia, pero también pueden ser hidráulicas como la presión, térmicas como la temperatura, mecánicas, etc. La magnitud también puede ser cualquier objeto medible como los beneficios o pérdidas de un negocio.
En la naturaleza, el conjunto de señales que percibimos son analógicas, así la luz, el sonido, la energía etc, son señales que tienen una variación continua. Incluso la descomposición de la luz en el arco iris vemos como se realiza de una forma suave y continúa.
Una onda senoidal es una señal analógica de una sola frecuencia. Los voltajes de la voz y del video son señales analógicas que varían de acuerdo con el sonido o variaciones de la luz que corresponden a la información que se está transmitiendo.

Señal digital
La señal digital es un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético en que cada signo que codifica el contenido de la misma puede ser analizado en término de algunas magnitudes que representan valores discretos, en lugar de valores dentro de un cierto rango. Por ejemplo, el interruptor de la luz sólo puede tomar dos valores o estados: abierto o cerrado, o la misma lámpara: encendida o apagada (véase circuito de conmutación). Esto no significa que la señal físicamente sea discreta ya que los campos electromagnéticos suelen ser continuos, sino que en general existe una forma de discretizarla unívocamente.
Los sistemas digitales, como por ejemplo el ordenador, usan lógica de dos estados representados por dos niveles de tensión eléctrica, uno alto, H y otro bajo, L (de High y Low, respectivamente, en inglés). Por abstracción, dichos estados se sustituyen por ceros y unos, lo que facilita la aplicación de la lógica y la aritmética binaria. Si el nivel alto se representa por 1 y el bajo por 0, se habla de lógica positiva y en caso contrario de lógica negativa.
Cabe mencionar que, además de los niveles, en una señal digital están las transiciones de alto a bajo y de bajo a alto, denominadas flanco de bajada y de subida, respectivamente. En la figura se muestra una señal digital donde se identifican los niveles y los flancos.

figura .1 Señal digital: 1) Nivel bajo, 2) Nivel alto, 3) Flanco de subida y 4) Flanco de bajada.

Figura.2 Señal digital con ruido

Es conveniente aclarar que, a pesar de que en los ejemplos señalados el término digital se ha relacionado siempre con dispositivos binarios, no significa que digital y binario sean términos intercambiables. Por ejemplo, si nos fijamos en el código Morse, veremos que en él se utilizan, para el envío de mensajes por telégrafo eléctrico, cinco estados digitales, que son:

punto, raya, espacio corto (entre letras), espacio medio (entre palabras) y espacio largo (entre frases)

Referido a un aparato o instrumento de medida, decimos que es digital cuando el resultado de la medida se representa en un visualizador mediante números (dígitos) en lugar de hacerlo mediante la posición de una aguja, o cualquier otro indicador, en una escala.

1.1.2 relacion entre ambas

Una señal analógica puede verse como una forma de onda que toma un continuo de valores en cualquier tiempo dentro de un intervalo de tiempos. Si bien un dispositivo de medida puede brindar información limitada (esto es, tal vez no sea posible leer un voltímetro análogo con una exactitud mayor que la centésima más cercana de un voltio), la señal real puede tomar una infinidad de valores posibles.

Por ejemplo, usted puede leer que el valor de una forma de onda de voltaje en un tiempo particular es de 10.45 voltios. Si el voltaje es una señal analógica, el valor real se expresaría como un decimal extendido con un número infinito de dígitos a la derecha del punto decimal.

 Al igual que la ordenada de la función contiene una infinidad de valores, sucede lo mismo con el eje de tiempo. A pesar de que se descompone convenientemente el eje del tiempo en puntos (por ejemplo, cada microsegundo en un osciloscopio), la función tiene un valor definido para cualquiera de la infinidad de puntos en el tiempo entre cualesquiera dos puntos de resolución. Suponga ahora que una señal de tiempo analógica se define solo en puntos de tiempo discretos. Por ejemplo, considere que lee una forma de onda de voltaje enviando valores a un voltímetro cada microsegundo. La función que resulta solo es conocida en estos puntos discretos en el tiempo. Esto da lugar a una función de tiempo discreta o a una forma de onda muestreada. Esta se distingue de una forma de onda analógica continua por la manera en la que se especifica la función. En el caso de la forma de onda analógica continua, debe ya sea exhibirse la función (esto es, gráficamente, en un osciloscopio), o dar una relación funcional entre las variables. En contraste con lo anterior, la señal discreta se concibe como una lista o secuencia de números. De tal manera que mientras una forma de onda analógica se expresa como una función de tiempo, v(t), la forma de onda discreta es una secuencia de la forma, Vn o v(n), donde n es un entero o índice.
Una señal digital es una forma de onda muestreada o discreta, pero cada número en la lista puede, en este caso, tomar solo valores específicos. Por ejemplo, si se toma una forma de onda de voltaje muestreada y se redondea cada valor a la décima de voltio más cercana, el resultado es una señal digital.
Se puede utilizar un termómetro como un ejemplo de los tres tipos de señales. Si el termómetro tiene un indicador o un tubo de mercurio, la salida es una señal analógica. Ya que se puede leer la temperatura en cualquier momento y con cualquier grado de exactitud (limitada, desde luego, por la resolución del lector, humana o mecánica). Suponga ahora que el termómetro consta de un indicador, pero que solo se actualiza una vez cada minuto. El resultado es una señal analógica muestreada Si el indicador del termómetro toma ahora la forma de un lector numérico, el termómetro se vuelve digital. La lectura es el resultado de muestrear la temperatura (quizás cada minuto) y de exhibir luego la temperatura muestreada hasta una resolución predeterminada (tal vez el 1/10 de grado más cercano).
Las señales digitales provienen de muchos dispositivos. Por ejemplo, marcar un número telefónico produce una de 12 posibilidades señales dependiendo de cual botón se oprime Otros ejemplos incluyen oprimir teclas en un cajero automático bancario (CAB) o usar un teclado de computadora. Las señales digitales son resultado también de efectuar operaciones de conversación analógico-digitales.
 

Bibliografia
http://es.wikipedia.org/wiki/Comparaci%C3%B3n_de_se%C3%B1ales_anal%C3%B3gicas_y_digitales