ELECTRONICA DIGITAL

UNIDADES TECNOLOGICAS DE SANTANDER

http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ingenieria/2000477/index.html

SISTEMA DE COMUNICACIÓNEl objetivo principal de todo sistema de

comunicación es intercambiar información entre dos entidades

ELECTRONICA DIGITAL-Electrónica: Rama de la física y aplicación de la ingeniería, que estudia los sistemas cuyo funcionamiento se basan en la conducción y el flujo de electrones. Trabaja con variables que toman la forma de un Voltaje o una corriente y que comúnmente llamamos señales.

- Señal: Es la representación de un fenómeno físico a través de una relación establecida de entrada y salida.

- TIPOS DE SEÑALDe acuerdo a la forma:- Señales Continuas: continuas en el tiempo- Señales Discretas : discretas en el tiempo

De acuerdo a su aplicacion:- Señal analógica- Señal digital

- SEÑAL ANALÓGICA:

Señal que se representa por una función matemática continúa y que toma un rango infinito de valores comprendidos entre dos límites.

Los fenómenos de la vida real se dan en forma de señales analógicas, como: la intensidad, la tensión, la potencia, la presión, la temperatura, la luz, el sonido, la voz, la distancia y la energía etc.

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:OndaSenoidal3.svg

- Sistema Analógico: Es cualquier dispositivo o combinación de dispositivos diseñado para la generación, transmisión, procesamiento o almacenamiento de señales analógicas.

-Señal digital: Es un tipo de señal que puede tomar un número finito de valores (señal discreta).

La palabra digital tiene origen latino: digitus = dedos (contar con los dedos)

Este tipo de señal no puede ser generada directamente por algún tipo de fenómeno físico; pero se puede obtener a partir de algunas señal analógica que se representa por valores discretos.

Por ejemplo, la electricidad se puede discretizar usando un interruptor de luz el cual sólo puede tomar dos valores o estados: abierto o cerrado, generando que por ejemplo una bombilla tome los dos estados: encendida o apagada (conmutación).

-Sistema digital: Es cualquier dispositivo o combinación de dispositivos diseñado para la generación, transmisión, procesamiento o almacenamiento de señales digitales.

- Sistemas digitales combinacionales: La salida sólo depende de la entrada presente o anterior, no necesitan almacenar información anterior (sin memoria).

- Sistemas digitales secuenciales: La salida depende no solo de la entrada actual, sino que también de las entradas anteriores, necesitan módulos de memoria que recojan la información anterior.

- Electrónica digital: Es una parte de la electrónica que estudia los sistemas en los cuales sus variables solo pueden tomar uno de dos únicos estados definidos ("verdadero" o "falso", “1” o “0”, “encendido” o “apagado”, “alto” o “bajo”). • Dispositivos analógicos: Amplificador operacional,

Capacitor, Diodo, Diodo Zener, LED, Inductor, Potenciómetro, Relé, Resistor o Resistencia, Transistor.

•  Dispositivos digitales: Biestable, Memoria,

Microcontrolador, Puerta lógica.

Voltaje: Diferencia de potencial generada entre los extremos de un dispositivo eléctrico capaz de poner en movimiento los electrones libres de un conductor. La unidad es el volt (V).

Existen dos tipos: continua y alterna.Tensión continua: Tiene una polaridad definida, ej: pilas, baterías y fuentes de alimentación. Tensión Alterna: Tiene una polaridad que va cambiando o alternando con el transcurso del tiempo. Ej: generadores redes de energía doméstica.

Corriente: intensidad, es el flujo de electrones libres a través de un conductor o semiconductor en un mismo sentido. La unidad es el amper (A). Existen intensidades continuas o alternas, dependiendo del tipo de tensión que se utiliza para generar estos flujos de corriente.

Resistencia: Es la propiedad física mediante la cual todos los materiales tienden a oponerse al flujo de la corriente. La unidad es el Ohmio (Ω). No debe confundirse con el componente resistor.

Circuito: es una red conformada por una serie de elementos o componentes eléctricos o electrónicos (resistencias, inductancias, condensadores y fuentes), conectados entre sí que tiene una trayectoria cerrada, y por la cual circula una corriente que regresa al punto de origen.

Conversión análoga digital La música en su forma natural es analógica, para grabarla en un cd

se debe convertir esta señal analógica en una señal digital.

El sonido es una señal analógica, recogida por un transductor (micrófono) que la convierte en una señal eléctrica (voltaje).

Señal continua:

Señal discreta:

Señal Cuantizada

Señal codificada y binaria

Ventajas y desventajas de los sistemas digitales

Ventajas:- Fácil diseño y flexibilidad- Avance tecnológico constante- Facilidad para almacenar información- Mayor precisión y exactitud (invariabilidad en el

tiempo)- Mayor velocidad - Fácilmente programables- Menos susceptibles al ruido- Menor tamaño- Menor costo- Ocupan menor ancho de banda (espectro)

Ventajas y desventajas de los sistemas digitales

Desventajas:- El mundo real es fundamentalmente analógico- las entradas analógicas se deben convertir a forma

digital, se deben procesar y luego se deben convertir a salidas analógicas nuevamente

- la velocidad de operación de los conversores A/D y de los procesadores digitales (las señales con anchos de banda extremadamente grandes precisan conversores A/D con una velocidad de muestreo alta y procesadores digitales de señales rápidos.

• Niveles lógicos: Dos estados posibles, representados por dosniveles de voltaje.

• Niveles de voltaje: Voltajes o rangos de voltaje que se usan para representar los dígitos binarios.

• Dígitos binarios: Cero o uno, que sustituyen los niveles lógicos por facilitando la aplicación de la lógica binaria.

Si ALTO (H) se representa por 1 y el BAJO (L) por 0, se habla de lógica positiva, en caso contrario de lógica negativa.

VHMIN – VHMAX = 0 a 0.8 Volts = ALTO(H) High = 1

VLMIN – VLMAX = 3 a 5 Volts = BAJO(L) Low = 0

VLMAX y VHMIN = Incertidumbre o indeterminado.

Representación Binaria

Bit: Es el digito del sistema binario. Se define como la representación de uno de dos resultados posibles 1 o 0

Byte: Equivalente a una secuencia ocho bits contiguos (octeto)

Nible: Equivalente a una secuencia cuatro bits contiguos

 Digital y binario no son términos intercambiables.

Las señales digitales se representan por impulsos.

Impulso: Es una forma de onda que posee dos valores uno inicial que se produce en t0 y uno final que se produce en un tiempo t1 idealmente.

Formas de onda Digitales

Tren de pulsos Las señales digitales están formadas por una serie

de impulsos consecutivos, puede ser periódico o aperiódico.

Periódico: Se repite a intervalos de tiempo fijos. Por Ej una señal de reloj.

T: tiempo en que se repite una señal (s)f: velocidad con que se repite la señal en un

periodo (Hz)

Aperiódico: No se repite y está compuesta por impulsos de distintos anchos de duración.

Señal de reloj: es una señal digital de temporización que se usa para sincronizar otras señales digitales y en la que cada periodo equivale a un bit de la señal digital.

Cada cambio de la señal A ocurre únicamente cuando transcurre un periodo de la señal de reloj.

Diagrama de tiempos: Es una grafica que muestra la relación de tiempos entre diferentes señales y como varían en relación con las demás.

Transferencia de datosLos datos se conforman por un grupo de bits (tren

de pulsos) que transportan información de un dispositivo a otro y se transfieren de dos maneras:

Tx serial: se envían bit a bit a través de una única conexión, cada bit se transmite de a uno a la vez en intervalos de tiempo regulares.

Tx paralelo: todos los bits se envían en el mismo intervalo de tiempo por conexiones separadas, es decir existen líneas diferentes para cada bit y estos se trasmiten al mismo tiempo.