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Dpto. de Tecnología
4ºESO – Tecnología – 1T – Examen de electrónica analógica y digital SOLUCIONES
Soluciones del examen de electrónica analógica y digital.
Si tienes que hacer la recuperación del primer trimestre, mi recomendación es que hagas lo siguiente:
1. Estudia los apuntes y el libro, repasando también los ejercicios que hemos hecho en clase y los que
vienen resueltos en el libro.
2. Intenta resolver este examen (y el anterior) sin mirar las respuestas. Luego compara tus respuestas
con las de esta corrección.
3. Si tienes alguna duda, pregúntasela a tu profesor.
4. Vuelve a hacer todos los ejercicios que se han hecho en clase.
Si quieres que te envíe este documento por correo electrónico y así no gastar en fotocopias ni papel,
envíame un correo a la dirección:
[email protected]
1. A) Diseña un circuito electrónico que ponga en marcha el motor de una bomba de calor cuando
haga mucho frío.
B) Explica razonadamente cómo funciona el circuito.
(1,25 puntos)
(Ver la corrección del examen anterior para una explicación más completa de un ejercicio muy
parecido a éste)
A) Se trata de un circuito que debe hacer lo opuesto que el que se pedía en el examen anterior, por
lo tanto, una posible solución es la siguiente:
B) Si baja la temperatura, la resistencia de la NTC será muy elevada, por lo que la mayor parte de
la intensidad que viene por la rama de la izquierda no podrá pasar por la NTC, sino que se irá
por la resistencia de 1 KΩ. Debido a ello, habrá corriente en la base del transistor, poniéndole
en estado ON (saturación), por lo que habrá corriente de colector a emisor y, por lo tanto, el
motor estará en funcionamiento.
Por el contrario, si sube la temperatura, la resistencia en la NTC será muy baja, por lo que la
mayor parte de la intensidad que viene por la rama de la izquierda pasará por ella en lugar de
irse por la resistencia de 1 KΩ. Debido a ello, no habrá corriente en la base del transistor, por lo
que éste estará en estado OFF (corte), por lo que no podrá pasar corriente de colector a emisor
y, por lo tanto, tampoco por el motor, que estará parado.
2. Explica con detalle cómo funciona el circuito de la figura (recuerda que debes explicar con detalle
qué ocurre en el circuito cuando no se toca nada, mientras se tiene pulsado el pulsador y cuando
éste se suelta).
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(1,25 puntos)
(Ver la solución en la corrección del examen anterior).
3. La figura muestra un montaje del circuito integrado 555 actuando como astable. Explica cómo
funciona este circuito integrado en general en cualquier circuito y cómo funciona en particular en
un circuito como el de la figura.
-
(1,5 puntos)
El circuito integrado 555 funciona como un temporizador. Tiene una tensión de alimentación (9V en
este caso, en la patilla 8) y una de sus patillas puestas a tierra (es decir 0V, en la patilla 1). En general
funciona poniendo a la salida (la patilla 3, tal y como podemos ver en el circuito de arriba) la tensión
de alimentación (9V) durante un cierto tiempo y después pasa a la tensión de tierra (0V). Cuánto
tiempo está en una situación y otra lo determina qué se conecta en el resto de sus patillas y qué valores
tienen las resistencias y condensadores del circuito.
Tal y como nos dice la el enunciado, el circuito anterior es un astable, por lo que funciona
intermitentemente entre dos estados: un tiempo nos proporcionará 9V en la patilla 3, después pasará a
0V, y volverá a empezar. Cuánto tiempo proporciona 9V y cuánto 0V depende de los valores de las
resistencias y del condensador (las fórmulas se pueden ver en la página 69 del libro). El
funcionamiento de los LEDs será el siguiente:
• Cuando el 555 nos de 9V en la patilla de salida (3), lucirá el LED de abajo, puesto que está
colocado entre esos 9V y una tensión de 0V, y por tanto circulará una corriente por él. El de
arriba no lucirá porque está colocado entre los 9V de la alimentación y los 9V de la patilla de
salida (3).
• Cuando el 555 nos esté dando 0V, lucirá el LED de arriba puesto que estará colocado entre los
9V de la alimentación y los 0V de la patilla 3. El de abajo no puede lucir porque está colocado
entre los 0V de la patilla 3 y los 0V de la toma de tierra.
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4. Determinar la tabla de verdad del siguiente circuito con puertas lógicas:
(1,5 puntos)
Para ayudarnos a resolverlo ponemos unas letras auxiliares a la salida de cada puerta lógica en el
circuito (C, D y E, más S para la salida del circuito)
C
S
D
E
En al tabla de verdad ponemos primero todas los posibles valores de las entradas (en este caso, como
sólo tenemos 2 entradas, A y B, el número de casos posibles van a ser 22 = 4. Una vez puestos los
posibles casos en las entredas de la tabla de verdad, vamos hallando una a una las letras anteriores,
según los pasos siguientes:
2)
D es el NOT de A,
luego D=1 cuando A=0, y
D=0 cuando A=1
3)
C es el NAND de
A y B, es decir, hacemos
AND de A y B (1 sólo
cuando ambos son 1) y al
resultado le hacemos un
NOT (el valor inverso)
4)
Ponemos
posibles valores
entradas A y B
a
los
las
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
C
1
1
1
0
D
1
1
0
0
1)
E es el NOR de D
y B, es decir, hacemos el
OR de D y B (es 1 cuando
D o B son 1) y al resultado
le hacemos un NOT (el
valor inverso)
E
0
0
1
0
S
1
1
1
0
5)
S es el OR de C y
E, luego será 1 cuando una
de las dos sea 1
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5. Dibuja el circuito anterior utilizando sólo puertas NAND.
(1,5 puntos)
Puedes consultar cómo conseguir puertas OR, AND y NOT a partir de puertas NAND en la página 75
del libro. Son las siguientes:
Además de estas tres transformaciones necesitamos saber que la puerta NOR equivale a una OR
seguida de una NOT, por lo que podremos transformar la NOR con una combinación de las
transformaciones anteriores.
Ahora, en lugar de poner las puertas lógicas originales, ponemos las transformadas con puertas NAND:
Finalmente, hay que tener en cuenta que un NOT seguido de otro NOT es lo mismo que no hacer nada
(piensa que si invertimos el inverso de algo, volvemos a tener ese algo), por lo que cuando nos
encontremos dos NOT seguidos, podemos eliminar ambos. Con ello, obtenemos el circuito final:
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6. A partir de la siguiente tabla de verdad:
a) Obtén la expresión algebraica correspondiente utilizando el Álgebra de Boole.
b) Realiza el circuito con puertas lógicas
(1,5 puntos)
a) Tal y como se describe en la página 74 del libro, nos fijamos sólo en los casos en los que se
obtenga un 1 a la salida. Cada uno de ellos se corresponde con una expresión en el que se
multiplican las 3 entradas, pero negando aquellas que se correspondan con un 0:
La función que estamos buscando se corresponde con la suma de los dos términos anteriores. Por lo
tanto:
b) Para obtener el circuito con puertas lógicas lo único que hay que tener en cuenta que negar algo
equivale a una puerta NOT, la multiplicación a una puerta AND y la suma a una puerta OR. Por lo
tanto:
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A
B
C
7. La apertura de una puerta de garaje está controlada por un circuito con puertas lógicas que funciona
de la siguiente forma:
- La apertura se puede activar desde dentro o desde fuera del garaje.
- La puerta se abre desde fuera del garaje cuando se produzca simultáneamente
que se detecte un coche en la plataforma de entrada (con un sensor de presencia)
que no se detecte un coche en la plataforma de salida
que el usuario apriete el pulsador de apertura exterior
- La puerta se abre desde dentro del garaje cuando se produzca simultáneamente:
que se detecte un coche en la plataforma de salida
que el usuario apriete el pulsador de apertura interior.
(En este caso, otro circuito independiente activará una luz que indique a cualquier posible
conductor de fuera del garaje que debe esperar a que salga el coche que está dentro)
El circuito deberá proporcionar un 1 a la salida cuando se deba abrir la puerta del garaje, ya sea
desde dentro o desde fuera del garaje.
Se pide:
a. Las entradas que tendrá el circuito, con qué mandos o sensores de la explicación anterior se
corresponden y cuándo cada una de esas entradas tomará un valor igual a 1
b. La tabla de verdad del circuito.
c. La expresión algebraica del circuito utilizando el Álgebra de Boole.
(1,5 puntos)
a) Las entradas serán las de los pulsadores de apertura interior y exterior y las de los sensores de
presencia de las plataformas de entrada y salida. Por lo tanto:
- A es el sensor de la plataforma de entrada. Será 1 cuando se detecte un coche.
- B es el sensor de la plataforma de salida. Será 1 cuando se detecte un coche.
- C es el pulsador de apertura exterior. Será 1 cuando un usuario lo pulse.
- D es el pulsador de apertura interior. Será 1 cuando un usuario lo pulse.
b) Vamos paso a paso interpretando las condiciones que nos dice el enunciado. La primera forma en la
que la puerta se abre (es decir, que la salida del circuito será 1), será cuando se produzca
simultáneamente:
• “que se detecte un coche en la plataforma de entrada” equivale a decir A=1
• “que no se detecte un coche en la plataforma de salida” equivale a decir B = 0
• “que el usuario apriete el pulsador de apertura exterior” equivale a decir C=1
La otra opción para que la puerta se abra (es decir, para que la salida también sea 1) será cuando se
produzca simultáneamente:
• “que se detecte un coche en la plataforma de salida” equivale a B=1
• “que el usuario apriete el pulsador de apertura interior” equivale a D=1
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Hacemos la tabla de verdad con todas las combinaciones posibles para las entradas (dado que hay 4
entradas posibles, las combinaciones posibles a la entrada son 24 = 16). La salida será 1 en aquellas
combinaciones donde se cumpla una de las dos situaciones anteriores:
A
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
B
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
C
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
D
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
S
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
1
0
1
B=1 y D=1
B=1 y D=1
A=1, B=0 y C=1
A=1, B=0 y C=1
B=1 y D=1
B=1 y D=1
c) Al igual que hacíamos en el ejercicio 6:
A
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
B
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
C
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
D
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
S
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
1
0
1
La expresión con Álgebra de Boole del circuito deberá ser la suma de todos los términos anteriores: