Descubre qué son los circuitos analógicos y para qué se usan en tu PC

En los circuitos integrados no todo es digital, sino que hay partes analógicas e incluso circuitos analógicos en su totalidad. Se les llama así por el hecho que no tratan con señales digitales sino analógicas, aunque no suelen ser promocionadas como parte del hardware de nuestros PCs si que forman parte integral del mismo en diferentes partes del hardware que utilizamos a diario, donde encontramos su uso en diferentes áreas del hardware.

La electrónica tiene una parte digital y otra analógica, en HardZone solemos tratar la parte digital de la misma, no obstante la analógica es igual de importante, ya que hay multitud de funciones en un PC que son llevadas a cabo por circuitos analógicos y no digitales. Dichas funciones son tan imprescindibles como las digitales, ya que sin ellas nuestros PCs no podrían funcionar.

¿Qué es la electrónica analógica?

circuitos analógicos

La electrónica analógica es aquella que al contrario que la digital no trabaja con señales discretas, sino con señales continuas variables. Decimos que la electrónica digital es discreta por el hecho que cada señal solo puede tener dos valores. En cambio en la electrónica analógica cada señal es de rango variable.

La electrónica analógica se utiliza en el hardware de PC para una serie de utilidades concretas, pero especialmente se ha de tener en cuenta que el mundo funciona de forma analógica y que en muchos casos es necesaria una transformación de la señal digital a la analógica y viceversa.

Por lo que el caso más claro de esto son los DAC, conversores de digital a analógico, y los ADC, conversores de analógico a digital. Y con ello también podemos entender cual es una de las utilidades básicas más conocidas, la de los altavoces y los micrófonos. En el primero una señal digital es transformada en una analógica para generar el sonido a través de ellos. En el segundo es el caso contrario y una señal analógica es digitalizada.

Conversión de señales

señal analógica digital

La señales digitales son mucho más fáciles de manipular via computación, no en vano las memorias almacenan dichas señales en forma digital y los procesadores de diferentes tipos las procesan también de forma digital. ¿El problema? Lo digital necesita una gran cantidad de bits y por tanto de señales simultáneas para poder llegar a la precisión de la señal analógica.

A medida que vamos añadiendo más bits de datos es cuando podemos hacer que la onda cuadrada cada vez sea más parecida a la onda sinusoidal de la señal analógica. Esto es algo que a día de hoy nos parece banal, pero hemos de tener en cuenta que durante los primeros años de la informática se limitó enormemente el tratamiento de los datos por tema de costes.

Los periféricos de salida de antaño, especialmente los monitores, trabajaban con señales analógicas de muy baja precisión, debido al proceso de pasar a analógico señales digitales de muy baja precisión. Esto a día de hoy ya no ocurre y tenemos una gran precisión a la hora de tratar con imagen y sonido.

Elementos para el diseño de circuitos analógicos

circuito analógico

Los circuitos analógicos al igual que los digitales también están compuestos por semiconductores, pero utilizan componentes completamente distintos. Aparte de la conversión de señales una de las aplicaciones de la circuitería analógica es la del tratamiento de la electricidad y distribución a través de la placa base o del PCB de una tarjeta de expansión.

Buena parte de los elementos que vamos a definir a continuación os sonarán de la electrónica básica que habréis hecho algunos en las secundaría. Por lo que no estamos hablando de ningún tipo de tecnología de ciencia ficción sino de componentes comunes que podéis encontrar en todas partes.

Resistencias

Resistencias circuito analógico

Las resistencias son uno de los componentes base para la construcción de circuitos analógicos, ya que entre sus principales funciones está el hecho de que puede distribuir de manera adecuada la corriente y el voltaje entre las diferentes partes del circuito electrónico.

Las resistencias se utilizan para reducir la intensidad de la corriente a través de la reducción de su voltaje. Es por ello que si le echáis una ojeada a un circuito electrónico con un procesador en medio veréis como hay un circuito de resistencias en serie. Las cuales son utilizadas para dividir el voltaje de manera sucesiva.

Como curiosidad, los antiguos sistemas de vídeo analógico hacían uso de un sistema de resistencias, ya que la salida de un color o de otro a través de la señal de vídeo dependía del voltaje con el que se transmitía la señal.

Condensadores

Condensadores circuitos analógicos

Los condensadores, también llamados capacitadores por su nombre en inglés, son elementos muy comunes en el diseño de circuitos. Su función es almacenar de manera temporal la carga eléctrica para luego liberarla. Esto lo hace haciendo uso de dos placas conductoras pero separadas por un material aislante.

Para entender la funcionalidad de un condensador tenéis que imaginaros el flujo de corriente eléctrica como un río con mucha fuerza que de repente se encuentra con una presa que lo que hace es frenar esa fuerza y que descarga el agua de manera mucho más suave. La diferencia es que un condensador lo hace con la corriente eléctrica que le llega.

Transformadores

transformador

Si, la fuente de alimentación de tu PC tiene un circuito analógico en su interior. ¿Cuál es su función? Pues la de aumentar y disminuir la tensión de un circuito eléctrico de corriente alterna. En dicho proceso se pierde potencia eléctrica, por lo que la potencia de entrada no es la misma que la de salida. Cuando hablamos de eficiencia de un transformador estamos hablando del porcentaje de potencia qué se pierde en el proceso.

Diodos

Diodo circuitos analógicos

Los diodos son componentes electrónicos de dos terminales que solo permiten la circulación eléctrica en un solo de los dos sentidos. A una de las terminales la llamamos ánodo, y esta hace que la corriente siempre fluye en dirección al otro extremo que es cátodo.

En el mundo de la informática y antes de la aparición de las memorias ROM los datos de solo lectura se almacenaban creando circuitos de diodos interconectados entre sí. A día de hoy los diodos ya no se utilizan en ese sentido, pero un tipo de diodo común es el diodo LED, el cual es utilizado para iluminar zonas determinadas para transmitir información de diferentes estados.

Transistores bipolares

transistores bipolares circuitos analógicos

Los transistores son la base de la electrónica digital, ya que las memorias y procesadores que utilizamos a diario están formados por cientos e incluso miles de millones de transistores a muy pequeño tamaño, pero los inicios del transistor se dieron en los circuitos analógicos, siendo una de las aplicaciones más famosas el radio «transistor» que reemplazó el uso de tubos de vació y envió al olvido las viejas radios mueble.

Los más utilizados en circuitos analógicos son los llamados transistores bipolares, los cuales podemos encontrarlos no solo en el hardware de PC, sino también en la electrónica de consumo. Su nombre es una acotación del término inglés «transfer resistor» que se traduce como resistencia de transferencia. ¿Su funcionalidad? Realizan las funciones de amplificador, conmutador, oscilador o rectificador de la señal eléctrica, por lo que son altamente versátiles y permiten la construcción de circuitos electrónicos más complejos que los vistos

¿Sus utilidades? Variadas,  son utilizados para la amplificación de la señal, lo que es esencial en radio, televisión e incluso en el uso de instrumentos musicales. También se utilizan para generar nuevas señales, por ejemplo las señales de radiofrecuencia como el Wi-Fi. Su capacidad de conmutación no solamente permite controlar las fuentes de alimentación y hacer de interruptores, sino que con ellos puedes construir un circuito de modulación por anchura de impulsos o PWM para controlar el ventilador de una tarjeta gráfica.