Principios de Fotografía y Modulación de Señales: Conceptos Básicos y Aplicaciones

Principios Básicos de la Cámara Fotográfica

Una cámara fotográfica básica consiste en un recinto cerrado al que no le ingresa la luz, llamado cámara oscura. La luz que refleja el objeto a fotografiar ingresa por un orificio llamado diafragma. En el fondo de la cámara se proyecta la imagen de dicho objeto, que podrá ser guardada (fotografiada). En la acción de fotografiar intervienen dos elementos principales de la cámara:

1. El diafragma: Controla la cantidad de luz que ingresa, permitiendo mayor o menor caudal de luz.
2. El obturador: Cubre el diafragma y, en el instante de la toma fotográfica, se abre mediante el botón del obturador, dejando ingresar la luz con una cierta velocidad (velocidad de obturación).

Sensibilidad a la Luz

La sensibilidad es una de las tres variables que utiliza la fotografía. Se refiere a la habilidad que tendrá el soporte químico (en fotografía química) o el sensor de imagen (en cámaras digitales) para registrar una fotografía con un nivel de iluminación adecuado. Existen dos tipos principales:

• Emulsión fotográfica: Utilizada en la fotografía química.
• Sensor CCD o MOS-FET: Utilizados en cámaras digitales.

Se ha recurrido a la fabricación de películas muy sensibles que se fabrican según una escala llamada número ISO. A mayor número, mayor sensibilidad. Sin embargo, el uso de un número ISO muy elevado da como resultado fotografías con mucho grano y distorsión de colores.

Los sensores de imagen consisten en una matriz de microceldas sensibles a la luz. Cada una puede ser considerada como un capacitor que almacena carga eléctrica proporcional al nivel de luz que recibió. Un sistema electrónico recolecta la carga eléctrica de toda la matriz y la guarda como archivo fotográfico, dejando a todos los capacitores descargados para la próxima foto.

Los editores fotográficos, como Photoshop, pueden reducir aún más el tamaño de archivos fotográficos, como el JPG, especialmente si la foto va dirigida a páginas web.

Modulación de Señales en Telecomunicaciones

Frente a la imposibilidad de transmitir señales de audio a través de equipos transmisores y antenas normales, surgió la necesidad de adoptar una solución empleando las técnicas de modulación. Modular una onda significa cambiar alguno de sus tres parámetros: amplitud, frecuencia y fase.

Amplitud Modulada (AM)

Si cambiamos la amplitud de una onda de alta frecuencia, llamada portadora, al ritmo del mensaje que queremos enviar, se denomina amplitud modulada (AM). La portadora, cuyo nombre significa que llevará al mensaje, es una onda de alta frecuencia cuyos cambios de amplitud son iguales al mensaje. Cuando la onda modulada se transmite y llega al receptor, la electrónica del mismo se dedica a interpretar dichos cambios de amplitud que contienen al mensaje que interesa, descartando la onda portadora de alta frecuencia que solo sirve para transportar y que el oído jamás podría escuchar.

Desventajas de AM

• Baja calidad sonora, dado que la máxima frecuencia de mensaje transmitido es de tan solo 5 kHz (el oído humano soporta hasta 15 kHz).
• Los receptores de AM son muy sensibles a interferencias, generalmente causadas por descargas eléctricas en días de tormentas.

Ventajas de AM

• Mucho mayor alcance que FM, dado que, por las frecuencias en que se transmite, la propagación debe ser ionosférica.
• Sencillez y economía de los equipos receptores.

Frecuencia Modulada (FM)

A diferencia de AM, donde cambiaba la amplitud de la portadora, en FM dicha portadora tiene amplitud constante, cambiando su frecuencia según se lo vaya imponiendo el mensaje que queremos transmitir. En FM comercial, se admite que la frecuencia de la portadora se eleve 75 kHz respecto a su valor nominal, y disminuya en igual medida. Se establece un ancho total asignado a cada emisora de 200 kHz o 0.2 MHz.

Ventajas de FM sobre AM

• Es prácticamente insensible a interferencias eléctricas por tormentas.
• Mayor calidad sonora, dado que transmite en un ancho de banda mayor.