Fórmulas de Comunicaciones
Las fórmulas de comunicaciones relacionan el ancho de banda, la tasa de datos y la relación señal-ruido con la capacidad del canal y la fiabilidad del enlace. Estas calculadoras te ayudan a presupuestar ganancias y pérdidas a lo largo de una trayectoria de transmisión. Son esenciales para la planificación de enlaces cableados e inalámbricos.
Calculadoras de fórmulas de Comunicaciones
- Error de tasa de baudios UART Error% = |actual − target| / target × 100 Actual Baud Rate 5 Hz, Target Baud Rate 11 Hz → Baud Error = -54.55 %
- Resistencia de Terminación RS-485 R = Z_cable Cable Impedance 2.2 Ω → Termination Resistance = 2.2 Ω
- Resistencia de Polarización RS-485 R_bias = (Vcc − V_diff_min) / I_bias Supply Voltage 3.3 V, Min Differential Voltage 1.55 V, Bias Current 1 mA → Bias Resistance = 1.75 kΩ
- Capacidad de Canal de Shannon C = B × log₂(1 + SNR) Bandwidth 11 Hz, SNR (linear) 0.025 → Channel Capacity = 0.3919 Hz
- Tasa de error de bit (BPSK) BER = 0.5 × erfc(√(Eb/N0)) Eb/N0 0.3 dB → Bit Error Rate = 0.07161
- Alcance de enlace inalámbrico d = f(Ptx, Gtx, Grx, sensitivity, freq) TX Power -2 dBm, TX Antenna Gain 0.2 dBi, RX Antenna Gain 0.44 dBi, Receiver Sensitivity -4.4 dBm, Frequency 100 kHz → Range = 0.3388 km
- Ancho de Banda de la Codificación Manchester BW = 2 × bitrate Bit Rate 11 Hz → Bandwidth = 22 Hz
- Resistencia de pull-up I²C R_max = t_rise / (0.8473 × C_bus) Rise Time 100 ps, Bus Capacitance 1 pF → Pull-up Resistance = 118 Ω
Resultado resuelto para cada fórmula de Comunicaciones
| Fórmula | Expresión | Resultado resuelto |
|---|---|---|
| Error de tasa de baudios UART | Error% = |actual − target| / target × 100 | Actual Baud Rate 5 Hz, Target Baud Rate 11 Hz → Baud Error = -54.55 % |
| Resistencia de Terminación RS-485 | R = Z_cable | Cable Impedance 2.2 Ω → Termination Resistance = 2.2 Ω |
| Resistencia de Polarización RS-485 | R_bias = (Vcc − V_diff_min) / I_bias | Supply Voltage 3.3 V, Min Differential Voltage 1.55 V, Bias Current 1 mA → Bias Resistance = 1.75 kΩ |
| Capacidad de Canal de Shannon | C = B × log₂(1 + SNR) | Bandwidth 11 Hz, SNR (linear) 0.025 → Channel Capacity = 0.3919 Hz |
| Tasa de error de bit (BPSK) | BER = 0.5 × erfc(√(Eb/N0)) | Eb/N0 0.3 dB → Bit Error Rate = 0.07161 |
| Alcance de enlace inalámbrico | d = f(Ptx, Gtx, Grx, sensitivity, freq) | TX Power -2 dBm, TX Antenna Gain 0.2 dBi, RX Antenna Gain 0.44 dBi, Receiver Sensitivity -4.4 dBm, Frequency 100 kHz → Range = 0.3388 km |
| Ancho de Banda de la Codificación Manchester | BW = 2 × bitrate | Bit Rate 11 Hz → Bandwidth = 22 Hz |
| Resistencia de pull-up I²C | R_max = t_rise / (0.8473 × C_bus) | Rise Time 100 ps, Bus Capacitance 1 pF → Pull-up Resistance = 118 Ω |
Variables usadas en las fórmulas de Comunicaciones
- Error% — Desviación porcentual respecto a la tasa de baudios objetivo
- Actual — La tasa de baudios realmente lograda por el hardware (baudios)
- Target — La tasa de baudios deseada (baudios)
- R — Resistencia de terminación en ohmios (Ω)
- Z — Impedancia característica del cable en ohmios (Ω)
- Vcc — Tensión de alimentación (V)
- V_diff_min — Tensión diferencial mínima requerida (V)
- I_bias — Corriente de polarización requerida (A)
- C — Capacidad del canal en bits por segundo (bps)
- B — Ancho de banda del canal en hercios (Hz)
- SNR — Relación señal-ruido (lineal, no dB)
- BER — Tasa de error de bit (probabilidad adimensional)
- Eb/N0 — Relación entre la energía por bit y la densidad espectral de ruido (dB)
- d — Alcance máximo (m)
- Ptx — Potencia de transmisión (dBm)
- Gtx — Ganancia de antena de transmisión (dBi)
- Grx — Ganancia de antena de recepción (dBi)
- sensitivity — Umbral de sensibilidad del receptor (dBm)
- f — Frecuencia de operación (Hz)
- BW — Ancho de banda requerido en hercios (Hz)
- bitrate — Velocidad de datos en bits por segundo (bps)
- t_rise — Tiempo de subida máximo permitido (s)
- C_bus — Capacitancia total del bus (F)
Preguntas frecuentes sobre Comunicaciones
- Bit error rate bpsk awgn eb/n0 formula — Tasa de error de bit (BPSK)
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