Una señal analógica o análoga es cualquier señal continua.

La diferencia con una señal digital es que también tienen sentido las fluctuaciones muy pequeñas de la señal. Cuando se habla de analógico se suele referir a un contexto eléctrico, aunque los sistemas mecánicos, neumáticos, hidráulicos y de otro tipo también pueden transmitir señales analógicas.

Una señal analógica utiliza alguna propiedad del medio para transmitir la información de la señal. Cualquier información puede ser transmitida por una señal analógica, a menudo tal señal es un cambio medido en los fenómenos físicos, como el sonido, la luz, la temperatura, la posición o la presión.

Por ejemplo, en la grabación de sonido, los cambios en la presión del aire (es decir, el sonido) golpean el diafragma de un micrófono, lo que provoca cambios relacionados en un voltaje o la corriente de un circuito eléctrico. Se dice que la tensión o la corriente es un "análogo" del sonido.

Véase digital para una discusión de lo digital frente a lo analógico.

Características principales

  • Continuidad: una señal analógica varía de forma continua en el tiempo y en amplitud; puede tomar infinitos valores dentro de un rango.
  • Representación física: se basa en magnitudes físicas (tensión, corriente, presión, desplazamiento, temperatura, etc.) que representan la información.
  • Variabilidad fina: pequeñas fluctuaciones tienen significado y pueden transportar información.
  • Sensibilidad al ruido: las perturbaciones externas y la distorsión afectan directamente la señal y se suman a la información original.
  • Ancho de banda: las señales analógicas ocupan un rango continuo de frecuencias; su reproducción y transmisión requieren consideraciones de ancho de banda.

Tipos y formas de modulación

Las señales analógicas pueden describirse en términos de amplitud, frecuencia y fase. Las técnicas más comunes para codificar información en una portadora analógica son:

  • AM (modulación en amplitud): la amplitud de la portadora varía según la señal de información (ej. radio AM).
  • FM (modulación en frecuencia): la frecuencia de la portadora cambia en función de la señal (ej. radio FM).
  • PM (modulación en fase): la fase de la portadora se ajusta para representar la información.

Ejemplos cotidianos

  • Una onda senoidal pura (tonalidad) producida por un generador de señales.
  • La voz humana registrada directamente en un micrófono y almacenada en vinilo o cinta magnética.
  • Señales de radio AM/FM, donde la información de audio modula una portadora electromagnética.
  • Salida de sensores analógicos: termopares, termistores, potenciómetros, transductores de presión o de desplazamiento (LVDT).
  • Televisión analógica clásica y equipos de video antiguos (VHS), reproductores de tocadiscos.

Ventajas y desventajas

  • Ventajas:
    • Respuesta continua y, en muchos casos, latencia muy baja.
    • En circuitos sencillos, la implementación puede ser directa (p. ej., amplificadores analógicos para audio).
    • Algunas propiedades, como la distorsión armónica, pueden resultar agradables en audio (sonido "caliente" de equipos analógicos).
  • Desventajas:
    • Sensibilidad al ruido, que se acumula y degrada la señal con cada copia o amplificación.
    • Mantenimiento y calibración suelen ser más críticos (deriva, envejecimiento de componentes).
    • Precisión limitada frente a sistemas digitales donde la representación y la reproducción pueden ser exactas si la bit‑rate es suficiente.

Ruido, distorsión y calidad

Las señales analógicas están sujetas a ruido térmico, interferencias electromagnéticas, distorsión no lineal y pérdida por atenuación. La relación señal/ruido (SNR) y la distorsión armónica total (THD) son medidas habituales para evaluar la calidad. En grabaciones y transmisión analógicas, cada etapa puede introducir degradación que es difícil de eliminar completamente.

Conversión entre analógico y digital

Muchas aplicaciones actuales combinan lo mejor de ambos mundos: sensores analógicos recogen la información y luego un convertidor analógico-digital (ADC) convierte la señal a digital para procesamiento, almacenamiento o transmisión. Para volver a convertir a una forma analógica se usa un convertidor digital-analógico (DAC).

Al muestrear una señal analógica para convertirla a digital es necesario respetar el teorema de muestreo (teorema de Nyquist): la frecuencia de muestreo debe ser al menos el doble de la componente de frecuencia más alta presente en la señal para evitar aliasing. Antes de muestrear, suele aplicarse un filtro anti‑aliasing para limitar el ancho de banda.

Representación en el dominio del tiempo y de la frecuencia

En el dominio del tiempo una señal analógica se visualiza como una curva continua de amplitud frente al tiempo. En el dominio de la frecuencia (espectro) se analiza cómo se distribuye la energía de la señal entre distintas frecuencias; herramientas como la transformada de Fourier permiten este análisis. Esta representación es esencial para diseñar filtros, amplificadores y enlaces de comunicación.

Aplicaciones comunes

  • Audio profesional y reproducción musical en formatos analógicos (tocadiscos, equipos hi‑fi).
  • Comunicaciones radioeléctricas (transmisión AM/FM y algunos sistemas de RF analógicos).
  • Instrumentación y control industrial con sensores analógicos y circuitos de adquisición.
  • Medición científica donde la señal física se convierte directamente en una magnitud eléctrica.

Conclusión

Una señal analógica describe información mediante variaciones continuas de una magnitud física. Aunque en la práctica muchas aplicaciones actuales emplean conversión a digital para procesamiento y almacenamiento, las señales analógicas siguen siendo fundamentales en la captura de datos físicos y en numerosas tecnologías de transmisión y reproducción. Comprender sus propiedades (continuidad, ruido, ancho de banda, modulación) es clave para diseñar sistemas fiables y de buena calidad.