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PRACTICA 1
ANALISIS CUALITATIVO Y
CUANTITATIVO DE LAS
SEÑALES
ANALOGICAS Y DIGITALES.
PRACTICA 1
ANALISIS CUALITATIVO Y CUANTITATIVO DE LAS SEÑALES
TRABAJO PROFESIONAL
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PRACTICA 1
ANALISIS CUALITATIVO Y CUANTITATIVO DE LAS SEÑALES
I. ANALISIS CUALITATIVO Y CUANTITATIVO DE LAS SEÑALES
DIGITALES Y ANALOGICAS
OBJETIVO.

El objetivo principal de esta práctica es identificar las propiedades que
caracterizan a las señales analógicas y digitales. Además, parametrizar sus
valores a fin de evaluar su funcionalidad y comportamiento dentro de los
circuitos electrónicos correspondientes.
1.1. FUNDAMENTOS TEORICOS.
Los circuitos electrónicos se pueden dividir en dos amplias categorías: digitales y
analógicos. La electrónica digital utiliza magnitudes con valores discretos, mientras que
la electrónica analógica emplea magnitudes con valores continuos. Aunque en este
manual de prácticas se trabajará unicamente con circuitos electrónicos digitales,
también es importante conocer los analógicos.
1.2. DEFINICIONES.

Se establece la definición y propiedades de una señal analógica

Se establece la definición y propiedades de una señal digital
1.2.1 SEÑALES ANALOGICAS
Una señal (magnitud) analógica es aquella que toma valores continuos. La mayoría de
las cosas que se pueden medir cuantitativamente aparecen en la naturaleza, en forma
analógica.
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La onda senoidal es un tipo común de señal analógica. Este tipo de ondas son
producidas por la rotación de maquinas eléctricas o circuitos osciladores electrónicos,
los cuales dan lugar a instrumentos conocidos como generadores electrónicos de
señal. La figura 1.1 muestra la representación de una onda senoidal , la cual puede ser
una corriente o un voltaje alternante. El voltaje (o corriente) es desplegado sobre el eje
vertical y el tiempo sobre el eje horizontal. Nótese como el voltaje (o corriente) varía
con el tiempo. Iniciando en cero, el voltaje (o corriente) se incrementa a un máximo
positivo (pico positivo), retorna a cero, posteriormente se incrementa a un máximo
negativo (pico negativo), antes de retornar nuevamente a cero, completando con ello
un ciclo completo.
Figura 1.1
Como se analizó anteriormente, una señal senoidal cambia de polaridad con respecto
a su valor de cero; esto es, se alterna entre valores positivos y negativos. La
combinación de alteraciones positivas y negativas forman un ciclo de la onda senoidal.
Una onda senoidal varia con el tiempo (t) de una forma definible: El tiempo requerido
por una onda seno para completar un ciclo completo se denomina periodo (T).
La figura 1.2 muestra el periodo de una onda senoidal, Típicamente, una onda seno
continúa repitiéndose en ciclos idénticos. Puesto que todos los ciclos de una onda seno
repetitiva son iguales, el periodo tiene siempre un valor fijo para una onda senoidal
dada. El periodo de una onda senoidal no necesariamente tiene que ser medido desde
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cero hasta el final del ciclo. También puede medirse desde el pico de un ciclo al pico
igual del siguiente.
Figura 1.2
1.2.2 SEÑALES DIGITALES.
Una señal digital es aquella que toma un conjunto de valores discretos. En las
aplicaciones electrónicas, las magnitudes digitales tienen ciertas ventajas sobre las
magnitudes analógicas. La principal es que los datos digitales se pueden procesar y
transmitir de forma mas eficiente y fiable que los datos analógicos. También poseen la
ventaja de poder ser almacenados de forma muy sencilla.
La electrónica digital utiliza circuitos que solo funcionan a la presencia de señales que
solo toman dos estados discretos, esto es señales digitales. Estos estados se
representan mediante dos niveles de tensión: ALTO (1) y BAJO (0), los cuales al
combinarse forman lo que se conoce como códigos y se utilizan para representar
números, símbolos caracteres alfabéticos y cualquier otro tipo de información El
sistema de numeración de dos estados se denomina sistema binario y los dos dígitos
que emplean son 1 y 0, y reciben el nombre de bits. En la figura 1.3 se muestra una
señal digital, la cuál esta representado por un grupo de bits.
Figura 1.3
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Los voltajes que se utilizan para representar los unos y los ceros reciben el nombre de
niveles lógicos. Típicamente el nivel alto de voltaje representa el 1, mientras que el
nivel bajo representa el 0 (conocida como lógica positiva).
Las señales digitales consisten en niveles de tensión que varían entre los dos estados
(ver figura 1.3) o niveles ALTO y BAJO. En la figura 1.4 puede verse (a) un pulso
positivo y (b) un pulso negativo. Una señal digital esta compuesta por una serie de
pulsos.
Figura 1.4
Como puede verse en la figura 1.4 un pulso posee dos flancos: Un flanco anterior que
se produce en el instante to, y un flanco posterior que se produce en el instante t1.
Figura 1.5
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La figura 1.5 muestra un pulso real (no ideal). El tiempo requerido por el pulso para
pasar de nivel BAJO
a un nivel ALTO recibe el nombre de tiempo de subida (tr),
mientras que el tiempo requerido para la transición
de nivel ALTO a BAJO se
denomina tiempo de bajada (tf). En la práctica, el tiempo de subida se mide como el
tiempo que tarda en pasar del 10% (distancia desde la línea base) al 90% de la
amplitud del pulso, y el tiempo de bajada se mide por el tiempo que tarda en pasar del
90% al 10% de la amplitud del pulso. La razón de que no se incluyan en la medición
de estos tiempos el 10% restante, es la falta de linealidad de señal en estas áreas.
La anchura del pulso (tw) es una medida de la duración del pulso y, a menudo, se
define como el intervalo de tiempo que transcurre entre los puntos en los que la
amplitud
es del 50% entre el intervalo de subida con el de bajada
Dentro de las características de una señal digital, es que la mayoría de las señales
que podemos encontrar en los sistemas digitales se componen de una serie de pulsos,
algunas veces llamados también trenes de pulsos, y pueden clasificarse en
periódicos y no-periódicos. Periódico define una repetición de la señal a intervalos
de tiempo fijo, este intervalo de tiempo fijo se denomina periodo (T). La frecuencia (f)
es la velocidad a la que se repite y se mide en Hertz (Hz). Un tren de pulsos noperiodico, por consecuencia no se repite a intervalos de tiempo fijos, y puede estar
compuesto por pulsos de distintos anchos y/o pulsos que tienen intervalos diferentes
de tiempo entre ellos. Un ejemplo de cada tipo se muestra en la figura 1.6
Figura 1.6
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La frecuencia (f) de un tren de pulsos (digital) periodico, es el inverso del periodo. Las
relaciones entre frecuencia y periodo se pueden expresar de la siguiente manera:
f = 1/T
T = 1/f
Una característica importante de una señal digital periódica es su ciclo de trabajo.
Este concepto se define como la razón entre el ancho del pulso (tw) y el periodo (T) y
puede expresarse como un porcentaje de la siguiente manera:
Ciclo de trabajo = ( tw/T) 100%
1.3. DESARROLLO PRACTICO PARA LAS SEÑALES ANALOGICAS
Figura 1.7
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Utilizando el programa Workbench estructure el circuito de la figura 1.7
Operaciones a realizar:
 Generar una señal senoidal y desplegarla en el osciloscopio.
 Variar los diversos parámetros de la señal senoidal en el generador de señales a fin
de identificar las características que describen una señal senoidal, parámetros
como: Amplitud, frecuencia, y offset (fase)
1.4 DESARROLLO PRÁCTICO DE LAS SEÑALES DIGITALES
Figura 1.8
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Utilizando el programa Workbench estructure el circuito de la figura 1.8
Operaciones a realizar:
 Generar una señal digital periódica y desplegarla en el osciloscopio.
 Variar los diversos parámetros a fin de identificar las características que describen
a una señal digital, parámetros como: Amplitud, frecuencia, periodo y ciclo de
trabajo.
1.5 REPRESENTACION FISICA DE LA SEÑAL DIGITAL (RECOMENDADA).
Material a utilizar.

1 Circuito integrado NE555 (TEMPORIZADOR).

1 Resistencia de 2.2k (R1)

1 Resistencia variable de 0-100k (R2)

1 capacitor de 0.022 microfaradios (C1)

1 capacitor de 0.01 microfaradios (C2)

1 Fuente variable de 0 a 12 Volts de corriente directa.

1 Protoboard para pruebas de laboratorio.
Armar en un protoboard el circuito de la figura 1.9
Operaciones a realizar:
 Determinar en el circuito temporizador, que elementos varían la frecuencia,
amplitud, ciclo de trabajo de la señal generada.
 Explicar que usos tiene la señal generada en los circuitos lógicos que estructuran
los sistemas digitales.
 Definir los modelos matemáticos que rigen el comportamiento de este circuito
temporizador.
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Figura 1.9
Anote sus conclusiones para esta práctica.
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