¿Qué sabrás al final del tema? Diferencia entre analógico y digital Cómo se usan niveles de tensión para representar magnitudes digitales Parámetros de una señal de pulsos Las operaciones lógicas básicas Las funciones lógicas básicas Cómo es un Circuito Integrado (IC) Cómo son algunos instrumentos de medida Un sistema digital sencillo completo
Magnitudes analógicas Magnitud Analógica: la que toma cualquier valor continuo dentro de un rango. Todas las magnitudes físicas son analógicas. El mundo es analógico
Ejemplos: –
Temperatura, velocidad, voz, hora, ...
Magnitudes analógicas
Magnitudes digitales Magnitud Digital: la que toma un valor discreto dentro de un rango finito. En la vida real se utilizan valores discretos.
Ejemplos: – –
Panel de temperatura en la calle: 21ºC ó 22ºC, no 21.5ºC Relojes digitales
Sistemas analógicos vs. digitales
Codificación digital A cada nivel se le asigna un código Más niveles
– –
Aumento de la resolución Aumento de la complejidad
La ventaja digital Procesado de datos Transmisión de datos
– – –
Almacenamiento de datos – –
Mayor velocidad Más eficiencia y fiabilidad Mayor inmunidad al ruido Más fácil Más compacto
Más fácil diseño y mejor integración (chips)
Electrónica analógica y digital
Dígitos binarios
Dentro de las magnitudes digitales la más utilizada es la binaria Magnitud Binaria: la que toma 1 de 2 valores posibles – – –
Todas son asimilables a pares de valores (sí/no), (verdadero/falso), (0/1). La informática se basa en las magnitudes binarias Ej: Tener gafas (sí/no)
Los dos dígitos binarios (0 y 1) se denominan bits. Representan niveles de tensión Tensión alta -> 1 Tensión baja -> 0
Niveles lógicos
2 niveles porque es muy fácil distinguirlos y los dispositivos son muy fáciles (equivalente a baratos) de fabricar.
Los niveles lógicos equivalen a niveles de voltaje, que varían según la tecnología empleada
Ruido
Señales analógicas: las perturbaciones modifican el valor de la señal Señales digitales: la señal sólo se ve afectada si la perturbación es superior al margen de tensión
Formas de onda digitales
Período y frecuencia Frecuencia (f) se mide en ciclos por segundo o Hertzios (Hz) El periodo (T) se mide en segundos f = 1/T T = 1/f
Ancho de pulso y ciclo de trabajo
Duty cycle (Ciclo de trabajo) = (tw/T)*100
El reloj
El cronograma
Operaciones lógicas básicas
La operación NOT
La operación AND
La operación OR
Funciones lógicas básicas
Función comparación Funciones aritméticas (suma, multiplicación…) Función conversión de código Función de codificación Función de decodificación Función de selección de datos Función de almacenamiento (registro, memoria…) Función de contador
Comparación
Codificador
Decodificador
Multiplexor / Demultiplexor
Registro
Contador
Circuitos integrados (función fija)
El chip
Tecnologías de circuitos integrados
Silicio: – – – –
TTL ECL NMOS CMOS
Arseniuro de Galio (GaAs)
Nivel de Integración – –
SSI y MSI usan TTL o CMOS VLSI y ULSI usan CMOS (antes NMOS)
Programmable Logic Devices (PLD’s) Dispositivos Lógicos Programables Los PLD’s pueden reemplazar a la lógica de función fija Su ventaja es que la función lógica del PLD puede cambiarse (no hace falta cambiar el circuito ni cambiar la interconexión)
Tipos de CPLD’s
Equipos de medida Osciloscopio Analógico Osciloscopio Digital Analizador Lógico Fuente de Alimentación DC Generador de funciones Multímetro digital
Equipos de medida
Sistema digital sencillo
Sistema digital un poco más complejo
Ya sabes… Diferencia entre analógico y digital Cómo se usan niveles de tensión para representar magnitudes digitales Parámetros de una señal de pulsos Las operaciones lógicas básicas Las funciones lógicas básicas Cómo es un Circuito Integrado (IC) Cómo son algunos instrumentos de medida Un sistema digital sencillo completo