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ELECTRÓNICA
DIGITAL - TDS200
GENERALIDADES
TECNOLOGÍA EN DISEÑO Y ADMINISTRACIÓN DE SISTEMAS
Primera Semana 6 – 10 de Febrero de 2012
SISTEMA DE COMUNICACIÓN
El 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 SEÑAL
De acuerdo a la forma:
- Señales Continuas:
Continuas en el tiempo
De acuerdo a su aplicación:
- Señal analógica
-Señales Discretas :
Discretas en el tiempo
- 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.
Espectro Electromagnético
- 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:
Microcontrolador, Puerta lógica.
Biestable,
Memoria,
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.
No se puede mostrar la imagen. Puede que su equipo no tenga suficiente memoria para abrir la imagen o que ésta esté dañada. Reinicie el equipo y , a continuación, abra el archiv o de nuev o. Si sigue apareciendo la x roja, puede que tenga que borrar la imagen e insertarla de
nuev o.
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.
Representación Binaria
• Niveles lógicos:
Dos estados posibles, representados por dos
niveles 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 = 3 a 5 Volts = ALTO(H) High = 1
VLMIN – VLMAX = 0 a 0.8 Volts = BAJO(L) Low = 0
VLMAX y VHMIN = Incertidumbre o indeterminado.
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.
Formas de onda Digitales
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.
Impulso Real:
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 datos
Los 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.