Introducción a los Sistemas Digitales. Tema 1

Introducción a los Sistemas Digitales Tema 1 ¿Qué sabrás al final del tema? Diferencia entre analógico y digital  Cómo se usan niveles de tensión

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Introducción a los Sistemas Digitales

Tema 1

¿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 

Final Tema 1

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