13.-Comunicaciones y sistemas audiovisuales

1. Un siglo de imagen y sonido

• A. G. Bell inventó el teléfono en 1876.

• T. A. Edison inventó en 1877 el fonógrafo, capaz de grabar y reproducir sonidos.

• Los hermanos Lumière inventaron el cine en 1895.

• G. Marconi inventó la radio en 1901.

• Logie Baird inventó la televisión en 1926.

2.-La magia de las ondas

La propagación de una vibración constituye una onda, de forma que transmite energía, pero no transporta materia.

Características de las ondas

• Período (T): tiempo que tarda un punto en realizar una vibración completa.

• Frecuencia (n): número de vibraciones que realiza la onda en un segundo. Se mide en hertzios (Hz).

• Longitud de onda (): la distancia entre crestas, los puntos más altos, o entre valles, los puntos más bajos de una onda.

• Amplitud (A): distancia que separa el punto más alto de la onda con la situación de equilibrio.

Tipos de amplitud.

Las ondas mecánicas o materiales son las que precisan de un medio material para propagarse. Ej. El sonido.

Las ondas electromagnéticas sí pueden propagarse en el vacío. Ej. La luz.

El espectro electromagnético.

El conjunto de ondas electromagnéticas de todas las longitudes de onda posibles constituyen el espectro electromagnético. Va desde las ondas de radio hasta los rayos gamma. A partir de las microondas, los efectos sobre la salud pueden ser peligrosos.

3. Comunicación alambica e inalámbrica.

Para establecer una comunicación se envían señales electromagnéticas por diferentes medios. Según el medio utilizado para ello, se puede clasificar la comunicación en dos tipos:

• Comunicación alámbrica: La comunicación utiliza canales basados en conductores metálicos. Los conductores más comunes son el cable de par trenzado (Internet) y el cable coaxial (televisiones).

• Comunicación inalámbrica: El medio de transmisión es el aire. Las señales de radio, de televisión y las microondas.

Ondas de luz por cable de fibra óptica

Las ondas de luz pueden usarse para transmitir información a distancia por un cable especial llamado fibra óptica. Unos dispositivos especiales transforman en luz las señales electromagnéticas que contienen la información.

Una fibra óptica consta de un núcleo de vidrio, más delgado que un cabello humano, de una cubierta de vidrio que evita que las ondas salgan del núcleo, y de una capa protectora o forro.

Dos hilos de fibra óptica pueden transmitir lo equivalente a 24000 llamadas telefónicas simultáneas o a 40 canales de TV por cable.

4. Las telecomunicaciones

Telégrafo

En 1850 Morse inventó el telégrafo y el código Morse. Mediante un electroimán y un sistema de relojería, se movía una tira de papel y una pluma anotaba las rayas y los puntos del mensaje. Más tarde se utilizó un sistema adicional para imprimir el texto.

Los tendidos de cables aéreos y submarinos unieron por telégrafo todos los continentes.

Teléfono

La transmisión de voz y de otros sonidos utiliza dos elementos básicos: el micrófono y el altavoz.

El teléfono fijo está formado por un micrófono, un altavoz, el teclado, el timbre y un microchip. Este microchip genera y ennovia señales eléctricas a través de dos cables de cobre hasta una caja de la compañía telefónica; desde aquí van, junto a otras muchas señales, por cable coaxial o por fibra óptica hasta la central telefónica. En los modelos inalámbricos se envía la señal en frecuencia FM por radio desde el aparato a la base.

El teléfono móvil dispone de un sofisticado sistema transmisor y receptor de radio. Los modelos más actuales incorporan algunas funciones como el acceso a Internet.

5. La radio

En una emisora de radiodifusión, la voz y otros sonidos se convierten en vibraciones eléctricas por medio de un micrófono. Desde los estudios se llevan, por cables o por medio de microondas, hasta el transmisor, que dispone de antenas. A la antena del receptor de radio llegan ondas de muchas emisoras. Al sintonizar una emisora se seleccionan las ondas de una determinada frecuencia.

AM, ONDA CORTA Y FM.

La FM (Frecuencia Modulada) tienen las ventajas de que tiene gran calidad, emite en estéreo y se evitan las interferencias atmosféricas sobre las ondas de radio.

La AM (Amplitud Modulada) tiene mayor alcance, pero peor calidad.

La onda corta es mayoritariamente utilizada por radioaficionados y por algunas emisoras de alcance internacional.

6. Grabación de sonidos

La grabación consiste en capturar y transformar las ondas sonoras en impulsos eléctricos de modo que puedan registrarse en algún soporte material.

Sistemas mecánicos

Se realizan grabaciones mecánicas o “microsurcos” en los discos de vinilo. Las señales aparecen como un único surco en espirar y ondulado.

La aguja del tocadiscos vibra al recorrer el disco y produce señales eléctricas que se convierten en sonido en los altavoces.

Sistemas magnéticas

Están basados en las propiedades magnéticas de algunos materiales. En las casetes, una cinta plástica recubierta con partículas magnéticas es sometida a campos electromagnéticos que varían según cambia el sonido que se desea grabar. Así, las partículas se magnetizan y la cinta puede ser reproducida posteriormente.

Las señales magnéticas son transformadas en eléctricas por la cabeza lectora, y más tarde en sonidos por el altavoz.

Sistemas ópticos

En los discos ópticos (CD y DVD), en la reproducción del sonido intervienen la luz de un rayo láser y un conjunto de lentes.

Los sonidos se graban en forma de pequeñas muescas a lo largo de una línea espiral sobre una superficie de aluminio. La luz láser del reproductor se refleja de modo distinto en las muescas y en las zonas lisas, y es desviada por un espejo o prisma hacia un sensor de luz. Según la cantidad de luz que llega al sensor, la señal se transforma en señales eléctricas que reproducen el sonido en los altavoces.

7. Registro y reproducción de imagenes

Las imágenes fotográficas tradicionales se obtienen gracias a la acción de la luz emitida por la imagen sobre una película, una lámina recubierta de sustancias químicas (sales de plata) sensibles a la luz.

Las fotografías y las películas de cine se hacen con cámaras.

Fotografía

En la cámara de fotos tipo réflex, la imagen llega al visor después de pasar por el objetivo y de reflejarse primero en un espejo y después en un prisma.

Al pulsar el disparador, el espejo se levanta y la luz llega hasta la película durante un breve instante, modificando las sustancias químicas de la misma y plasmando en ella la imagen.

Con el desarrollo de la electrónica ha surgido la fotografía digital. En las cámaras digitales se sustituye la película por un chip (circuito) sensible a la luz. Este chip, llamado CCD (Dispositivo de Carga Acoplada) tiene forma reticular (de red o celdas) y cada uno de sus puntos recoge un detalle de la imagen.

Cada célula fotosensible transforma la luz en una señal eléctrica digital y la almacena en unas tarjetas de memoria que pueden almacenar hasta 2 Gb, aunque las más utilizadas son las de 1 Gb.

Cine

La cámara de cine funciona de forma similar a la cámara de fotos, pero toma 24 imágenes por segundo. Un mecanismo abre y cierra rápidamente el paso de la luz y controla el tiempo de exposición de la película y su avance.

El proyector de cine tiene un mecanismo que proyecta cada fotograma dos veces para que el ojo lo perciba mejor. La película se proyecta a una velocidad de 48 imágenes por segundo.

El ojo humano es capaz de mantener una imagen en la retina por una fracción de segundo y hacer que el cerebro vea una secuencia de imágenes estáticas y ligeramente diferentes como si estuvieran en movimiento. A este efecto se le denomina “persistencia de visión en la retina”.

El cine 3D

Se proyectan simultáneamente dos películas que son observadas una por cada ojo, gracias a unas gafas especiales. La imagen que se forma en el cerebro, llamada imagen estereoscópica, adquiere virtualmente las tres dimensiones.

Se usan gafas con filtros rojo y azul (o verde), gafas polarizadas, para que cada ojo perciba una determinada gama de colores, o gafas de alternancia.

En el sistema que requiere el uso de gafas de alternancia, el sonido es reproducido en auriculares incorporados a las gafas.

8. La televisión

Como funciona el televisor

Casi todos los televisores tienen un tubo catódico formado por tres haces llamados rojo, verde y azul. El tubo está envuelto en bobinas de cobre, las cuales crean campos eléctricos y magnéticos que desvían los haces de electrones hacia cualquier punto de la pantalla.

El ánodo acelera los electrones hacia la pantalla cubierta por sustancias fosforescentes dispuestas en puntos o rayas muy próximos entre sí.

Una fina lámina de metal llamada “máscara de sombra”, perforada con agujeros muy pequeños, dirige los haces de electrones a una pequeña zona de la pantalla.

El efecto es un único punto luminoso.

Cada imagen es formada por miles de puntos luminosos. Los haces de electrones hacen continuos barridos de arriba abajo en las 625 líneas de la pantalla.

Cada barrido es tan rápido que la retina lo mantiene como una única imagen. A una velocidad de 25 imágenes por segundo se consigue una percepción clara y nítida de la emisión, debido a la persistencia de las imágenes en la retina.

9. El video

El invento del magnetoscopio (1956) transformo el mundo de la televisión, limitado hasta entonces a los programas en directo. El vídeo doméstico surgió hacia 1970. Hay varios sistemas y soportes para grabación y reproducción:

El video tape

Utiliza una cinta parecida a la de audio. Existen varios sistemas: el VHS, el 8 mm y el VHS-C.

Las señales de imagen y sonido generan señales eléctricas que llegan a los cabezales de grabación del magnetoscopio.

El video digital

La cámaras modernas incorporan chips CCD en lugar de tubos de imagen, lo que reduce mucho su tamaño. Pueden grabar en cinta o en pastillas de memoria. En general incorporan una pantalla de cristal líquido para visualizar la grabación.

El DVD

El DVD o “disco versátil digital” tiene más de diez veces la capacidad del CD estándar. Tiene dos capas por cara y pueden utilizarse las dos caras del disco, llegándose a una capacidad máxima de 25 Gb gracias a la introducción de un nuevo láser lector.

El DVD-Vídeo ha reemplazado al VHS como sistema de entretenimiento con películas. Ä pesar de la capacidad del DVD, una película en formato digital emplea más de 300 Gb de información, por lo que se tiene que realizar una compresión de datos digital, conocida como MPEG-