Principios de análisis instrumental

neutrones (capítulo 32). En estos métodos, la frecuencia de lle– gada de los fotones en un detector está directamente relacionada con la intensidad de la emisión desde el analito, que es proporcio– nal a su concentración. El tiempo entre transiciones sucesivas LO a HI se llama periodo, y el tiempo entre una transición LO a HI y una HI a LO se llama amplitud del pulso. Aparatos como convertidores de voltaje en frecuencia y de frecuencia en voltaje se pueden utilizar para transformar señales del dominio del tiempo en señales del domi– nio analógico y viceversa. Éstos y otros, como los convertidores del dominio de los datos, se tratan en los capítulos 2 a 4 como par– te del estudio de los dispositivos electrónicos y se hablará de ellos en otros contextos a lo largo de todo este libro. Información digital Los datos se codifican en el dominio digital en un esquema de dos niveles. La información se puede representar mediante el estado de una lámpara o un foco, un diodo emisor de luz, un conmutador manual o una señal de nivel lógico, para citar solo algunos ejem– plos. La característica común que poseen estos dispositivos es que cada uno de ellos debe estar en uno de dos estados únicos. Por ejemplo, las luces y los interruptores podrían estar solo en encen– dido o apagado (ON y OFF), y las señales de nivel lógico podrían ser solo HI y LO. La definición de lo que significa encendido y apagado o abierto y cerrado (ON y OFF) para los interruptores y luces se entiende, pero en el caso de las señales eléctricas, como en las señales del dominio del tiempo, se debe definir un nivel de señal arbitrario que distinga entre HI y LO. Esta definición dependería de las condiciones de un experimento, o de las carac– terísticas de los dispositivos electrónicos que se usen. Por ejemplo, la señal que se representa en la figura l.5c es un tren de pulsos de un detector nuclear. La tarea de medición es contar los pulsos durante un tiempo fijo para obtener una medida de la intensidad de la radiación. La línea discontinua representa un nivel de señal que no solo es suficientemente bajo para asegurar que ningún pulso se perderá, sino que es suficientemente alto para rechazar a) Cuenta ))) lC Instrumentos para análisis 7 fluctuaciones aleatorias en la señal que no estén relacionadas con el fenómeno nuclear de interés. Si la señal pasa el umbral14 veces, como en el caso de la señal de la figura 1.5c, entonces se puede confiar en que ocurrieron 14 fenómenos nucleares. Después de contar los fenómenos, los datos se codifican en el dominio di– gital mediante señales HI-LO que representan el número 14. En el capítulo 4 se exploran los medios para tomar las decisiones elec– trónicas HI-LO y codificar la información en el dominio digital. Como se muestra mediante el mapa del dominio de los datos de la figura 1.2, el dominio digital abarca tanto métodos de codificación eléctricos como no eléctricos. En el ejemplo ape– nas mencionado, los fenómenos nucleares se acumulan mediante un contador electrónico y se muestran en una pantalla digital. Cuando el experimentador lee e interpreta la lectura, el número que representa la cantidad medida está una vez más en el domi– nio no eléctrico. Cada pieza de datos HI-LO que representa un fenómeno nuclear es un bit (dígito binario) de información que es la unidad fundamental de información en el dominio digital. Los bits de información que se transmiten a lo largo de un solo canal electrónico o alambre los podría contar un observador o un instrumento electrónico que esté supervisando el canal. Estos datos acumulados se llaman datos digitales contados o conteo de datos digitales, lo cual aparece en el mapa del dominio de los datos de la figura 1.2. Por ejemplo, la señal de la figura l.Sa podría representar el número n = 8 porque hay ocho pulsos completos en la señal. De igual manera, la señal de la figura 1.5b podría corresponder a n = 5, y la de la figura l.5c representarían = 14. Aunque es efectivo, este medio de transmitir información no es muy eficaz. Una manera más eficaz de codificar la información es usar números binarios para representar datos numéricos y alfanuméri– cos. Para ver cómo se puede lograr este tipo de codificación, con– sidere las señales de la figura 1.6. El conteo de los datos digitales de la señal de la figura l.6a representa el número n = 5, como ya se mencionó. Se controla la señal y se cuenta la cantidad de oscilaciones completas. El proceso requiere un tiempo que es pro- -n=5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Intervalo de tiempo 4 : 3 : 2 : : O : 1 1 1 1 1 b} ~::::~,, :~t -----+---+----t----t----t "='+ 1 =5 Tiempo- Binario e) (en paralelo) 2 ,,,,, g 2''''', - - - - - ' 11=4+1=5 FIGURA 1.6 Diagrama en el que se ilustran tres tipos de información digital: a) conteo de datos en serie, b) datos codificados en serie binaria y e) datos binarios paralelos. En los tres casos, los datos representan el número n = 5.