INTRODUCCION ¿Qué entendemos por digital?. Los
equipos electrónicos (juegos de video, hornos de
microondas y sistemas de control para automóviles, equipos
de prueba para medidores, generadores y osciloscopios) actuales
están compuestos por circuitos digitales. Las
técnicas digitales han reemplazado muchos de los
“circuitos analógicos” utilizados en productos
de consumo como radios, televisores y equipos para
grabación y reproducción de alta fidelidad.
REPRESENTACIONES NUMERICAS REPRESENTACION ANALOGICA. Una cantidad
se representa con un voltaje, corriente o movimiento de un
indicador o medidor que es proporcional al valor de esa cantidad.
Ejemplos: Las agujas del Velocímetro de un
automóvil, El termostato de una habitación
(flexión de la banda bimetálica es proporcional a
la temperatura de la habitación), Micrófono de
audio (se genera un voltaje de salida en proporción con la
amplitud de las ondas sonoras que chocan en el micrófono).
Las cantidades analógicas pueden variar gradualmente sobre
in intervalo continuo de valores.
REPRESENTACIONES NUMERICAS REPRESENTACION DIGITAL. Una cantidad
NO se representa por un valor proporcional, sino por
símbolos llamados DIGITOS (Reloj Digital). Representan
cantidades discretas y no continuas. La diferencia principal
entre cantidades analógicas y digitales es:
analógico es continuo. Digital es discreto (paso a paso).
En una representación digital (discreta) no existe
ambigüedad en la lectura mientras que en la analógica
(continuo) esta abierta a interpretaciones. Ejemplo: lectura de
las agujas de un multimetro analógico.
SISTEMAS DIGITALES Y ANALOGICOS. Un Sistema Digital es una
combinación de dispositivos diseñado para manipular
cantidades físicas o información que estén
representadas en forma digital; es decir, que solo puedan tomar
valores discretos. En su mayoría son electrónicos,
pero también pueden ser mecánicos,
magnéticos o neumáticos. Un Sistema
Analógico contiene dispositivos que manipulan cantidades
físicas representadas en forma analógica. En un
sistemas de este tipo, las cantidades varían sobre un
intervalo continuo de valores. Ejemplos: Receptor de radio,
amplificadores de audio, equipos de cinta magnética para
grabación y reproducción y el odómetro
(cuenta kilómetros de los automóviles).
Ventajas de las técnicas digitales. Los sistemas digitales
generalmente son mas fáciles de diseñar. Emplea
circuitos de conmutación donde no es importante los
valores exactos de corriente y voltaje, sino únicamente el
rango que estos se encuentra (alto o bajo). Facilidad para
almacenar la información. La captura y retención de
información se realiza basados en circuitos de
conmutación especiales. Mayor exactitud y
precisión. Permite utilizar la cantidad de dígitos
necesarios añadiendo mas circuitos de conmutación.
Programación de la operación. Control de las
operaciones mediante programas (Conjunto de instrucciones). Los
circuitos digitales se afectan menos por el ruido. Porque las
variaciones en los voltajes no afectan sustancialmente a la
señal, debido a que se manejan rangos interpretados como
ALTO o BAJO. Se pueden fabricar mas circuitería digital
sobre pastillas de circuito integrado. ¿Cuál es la
limitación? El mundo real es fundamentalmente
analógico
PROCESO PARA APROVECHAR LA TECNICA DIGITAL CON ENTRADAS Y SALIDAS
ANALOGICAS CONVERTIR LAS SEÑALES ANALOGICAS A DIGITAL
PROCESAR (REALIZAR OPERACIONES) LA INFORMACION DIGITAL CONVERTIR
LAS SALIDAS DIGITALES A SENALES ANALOGICAS Señal
Analógica Señal Digital Señal Digital
Señal Analógica
SISTEMAS DE NUMERACION DECIMAL. BINARIOS. OCTAL. HEXADECIMAL. BCD
(DECIMAL CODIFICADO EN BINARIO).
OPERACIONES SUMA Y RESTA BINARIA. COMPLEMENTO A 1. COMPLEMENTO A
2.
ELECTRONICA DIGITAL SubTEOREMAS DEL ALGEBRA DE BOOLE
TEOREMA DEL ALGEBRA DE BOOLE Ley conmutativa. x+y = y+x x.y = y.x
Ley asociativa. x+(y+z) = (x+y)+z=x+y+z x.(y.z)=(x.y).z=x.y.z Ley
distributiva. x.(y+z)=x.y+x.z (w+x).(y+z)=w.y+x.y+w.z+x.z Ley de
absorción. x+x.y = x x.(x+y) = x
TEOREMA DEL ALGEBRA DE BOOLE Teoremas de DeMorgan. (x+y)’ =
x’.y’ (x.y)’=x’+y’ Teoremas de
Simplificación. x.y + x.y’ = x (x + y).(x +
y’) = x x + x’.y = x + y x.(x’ + y) = x.y
Teoremas de consenso. x.y+x’.z+y.z = x.y+x’.z (x
+y).(x’+z).(y+z) = (x + y).(x’+z)
Multivibradores monoestables, astables medio sumador, sumador
completo
Multivibradores astables
Este tipo de funcionamiento se caracteriza por una salida con
forma de onda cuadrada (o rectangular) continua de ancho
predefinido por el diseñador del circuito. El esquema de
conexión es el que se muestra. La señal de salida
tiene un nivel alto por un tiempo t1 y un nivel bajo por un
tiempo t2. La duración de estos tiempos depende de los
valores de R1, R2 y C, según las fórmulas
siguientes: (En segundos) (En segundos)
La frecuencia con que la señal de salida oscila
está dada por la fórmula: El ciclo de trabajo o
ancho de pulso (D) de la señal de salida según la
siguiente expresión:
EJEMPLO: Hallar el periodo, la frecuencia y el ciclo de trabajo
del circuito sabiendo que: R1= 10 K? R2= 10 K? C= 22 UF
ONDA: PERIODO (forma teórica) T = T1
+T2 SI R1=R2: T=2(0.693)*R*C T= 2(0.693) R2*C T= 2 (0.693)
(10000?) (22*10-6F) T=2 (0.15246) T=0.30492 El periodo del
circuito es 0.30492 (Gp:) T1 (Gp:)
T2
FRECUENCIA (forma teórica) El ciclo de trabajo o ancho de
pulso F=4.72255
Multivibradores monoestables
En este caso el circuito entrega a su salida un solo pulso de un
ancho establecido por el diseñador. El esquema de
conexión es el que se muestra. La fórmula para
calcular el tiempo de duración (tiempo en el que la salida
está en nivel alto) es: (en segundos). (en segundos).
Nótese que es necesario que la señal de disparo, en
la terminal #2 del 555, sea de nivel bajo y de muy corta
duración para iniciar la señal de salida.
medio sumador (Half Adder) El circuito aritmético digital
más simple es el de la suma de dos dígitos
binarios. Un circuito combinatorio que ejecuta la suma de dos
bits se llama semisumador
Sumador completo (Full Adder) Full Adder F.A. Xi Yi Ci+1 Si Ci
Sumador completo de dos palabras de un bit
Implementación de un FA con dos HA Un sumador completo
resulta de la unión de dos medios sumadores.
Sumadores en Cascada Es posible realizar sumas de dos palabras de
n bits, usando n sumadores completos en cascada, esto quiere
decir que los acarreos de salida de los bits menos significativos
deberán estar conectadas a las entradas de acarreo de los
bits más significativos
Implementación de un sumador en cascada Para dos palabras
de 4 bits.
Sumador/Restador A-B = A+B’+1, para realizar el complemento
se usan las compuertas x-or.
FAMILIAS LÓGICAS DE CIRCUITOS INTEGRADOS DIGITALES
CLASIFICACIÓN DE LOS CIRCUITOS INTEGRALES
VENTAJAS Ahorro de espacio. Circuitos más fiables al
disminuir las interconexiones externas entre dispositivos
(protegida de defectos como: soldadura, cortocircuitos en las
pistas, etc.) Ahorro de potencia, como consecuencia menos
calentamiento del C.I. Se utilizan principalmente para llevar a
cabo operaciones de en circuitos de baja potencia o en el proceso
de información. FAMILIA LÓGICA
TIPOS DE FAMILIA LÓGICA
(Gp:)
LED’s, DISPLAY Y LCD
LED (de la sigla inglesa LED: Light-Emitting Diode: ‘diodo
emisor de luz’) es un dispositivo semiconductor (diodo) que
emite luz incoherente de espectro reducido cuando se polariza de
forma directa la unión PN del mismo y circula por
él una corriente eléctrica. El color, depende del
material semiconductor empleado en la construcción del
diodo y puede variar desde el ultravioleta, pasando por el
visible, hasta el infrarrojo LED
Representación simbólica del diodo led
Conexión
La diferencia de potencial Vd varía de acuerdo a las
especificaciones relacionadas con el color y la potencia
soportada. En términos generales, pueden considerarse de
forma aproximada los siguientes valores de diferencia de
potencial: Rojo = 1,8 a 2,2 volt. Anaranjado = 2,1 a 2,2 volt.
Amarillo = 2,1 a 2,4 volt. Verde = 2 a 3,5 volt. Azul = 3,5 a 3,8
volt. Blanco = 3,6 volt.
DISPLAY Los display en electrónica digital son de mucha
utilidad, ya que nos muestran en forma visual y en sistema
decimal o en caracteres información que los equipos
electrónicos digitales procesan en sistema binario. Los
displays los hay de siete segmentos y los displays de cristal
líquido (LCD).
ESTA PRESENTACIÓN CONTIENE MAS DIAPOSITIVAS DISPONIBLES EN
LA VERSIÓN DE DESCARGA