¿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 1
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, … 2
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 3
Sistemas analógicos vs. digitales 4
Codificación digital A cada nivel se le asigna un código Más niveles Aumento de la resolución Aumento de la complejidad 5
La ventaja digital Procesado de datos Transmisión de datos Mayor velocidad Más eficiencia y fiabilidad Mayor inmunidad al ruido Almacenamiento de datos Más fácil Más compacto Más fácil diseño y mejor integración (chips) 6
Electrónica analógica y digital 7
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 8
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 9
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 10
Formas de onda digitales 11
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 12
Ancho de pulso y ciclo de trabajo Duty cycle (Ciclo de trabajo) = (tw/T)*100 13
El reloj 14
El cronograma 15
Operaciones lógicas básicas 16
La operación NOT 17
La operación AND 18
La operación OR 19
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 20
Comparación 21
Codificador 22
Decodificador 23
Multiplexor / Demultiplexor 24
Registro 25
Contador 26
Circuitos integrados (función fija) 27
El chip 28
El transistor 29
Tecnologías de circuitos integrados Silicio: TTL: Transistor-Transistor Logic ECL: Emitter Coupled Logic NMOS: Negative-Channel Metal-Oxide-Semiconductor CMOS: Complementary MOS Arseniuro de Galio (GaAs) Nivel de Integración Small/Medium/Large/Very Large/ UltraLarge Scale Integration? SSI / MSI / LSI / VLSI / ULSI. SSI y MSI usan TTL o CMOS VLSI y ULSI usan CMOS (antes NMOS) 30
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) 31 Programmable Logic Devices (PLD’s)Dispositivos Lógicos Programables
Tipos de CPLD’s 32
Equipos de medida Osciloscopio Analógico Osciloscopio Digital Analizador Lógico Fuente de Alimentación DC Generador de funciones Multímetro digital 33
Equipos de medida 34
Sistema digital sencillo 35
Sistema digital un poco más complejo 36
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 37