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Introducción a la Electrónica

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  • Estoy muy agradecido de haber encontrado documentos tan interesantes, para personas aficionadas al tema como yo es un aporte de gran valor,¡GRACIAS!
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    http:\\pqpimvm.blogspot.com

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    Carlos Cardelo
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  • Hola el tema esta muy interesanta especialmente para los que estamos recien iniciando en electronica ,muchas gracias.
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  • 1. P.Q.P.I. AUXILIAR MUNTTGE ORDINADORS – CARLOS CARDELO – IES MVM Electrónica Placa Electrónica Circuito electrónico sobre placa para prototipos Detalle de un circuito integrado SMD (Surface Mounted Circuit = Circuitp de Montaje Superficial) La electrónica es el campo de la ingeniería y de la física aplicada relativo al diseño y aplicación de dispositivos, por lo general circuitos electrónicos, cuyo funcionamiento depende del flujo de electrones para la generación, transmisión, recepción, almacenamiento de información, entre otros. Esta información puede consistir en voz o música como en un receptor de radio, en una imagen en una pantalla de televisión, o en números u otros datos en un ordenador o computadora. El objetivo de la electrónica aplicada es construir circuitos electrónicos para que los electrones se comporten de la manera que a nosotros nos interese. Los circuitos electrónicos ofrecen diferentes funciones para procesar esta información: Generadores y Adaptadores de Tensión (Fuentes de Alimentación) La amplificación de señales débiles hasta un nivel que se pueda utilizar Generar ondas de radio Extracción de información, como por ejemplo la recuperación de la señal de sonido de una onda de radio (demodulación) Control, como en el caso de introducir una señal de sonido a ondas de radio (modulación) 18/11/2010 Pàgina 1
  • 2. P.Q.P.I. AUXILIAR MUNTTGE ORDINADORS – CARLOS CARDELO – IES MVM Operaciones lógicas, como los procesos electrónicos que tienen lugar en los ordenadores o las computadoras. Aplicaciones de la electrónica Los principales usos de los circuitos electrónicos son el control, el procesado, la distribución de información, la conversión y la distribución de la energía eléctrica. Entonces se puede decir que la electrónica abarca en general las siguientes áreas de aplicación: Electrónica de control Telecomunicaciones Electrónica de potencia Sistemas electrónicos Un sistema electrónico es un conjunto de circuitos que interactúan entre sí para obtener un resultado. Una forma de entender los sistemas electrónicos consiste en dividirlos en las siguientes partes: 1. Entradas o Inputs – Sensores (o transductores) electrónicos o mecánicos que toman las señales (en forma de temperatura, presión, etc.) del mundo físico y las convierten en señales de corriente o voltaje. Ejemplo: El termopar, la foto resistencia para medir la intensidad de la luz, etc. 2. Circuitos de procesamiento de señales – Consisten en piezas electrónicas conectadas juntas para manipular, interpretar y transformar las señales de voltaje y corriente provenientes de los transductores. 3. Salidas o Outputs – Actuadores u otros dispositivos (también transductores) que convierten las señales de corriente o voltaje en señales físicamente útiles. Por ejemplo: un display que nos registre la temperatura, un foco o sistema de luces que se encienda automáticamente cuando este obscureciendo. Básicamente son tres etapas: La primera (transductor), la segunda (circuito procesador) y la tercera (circuito actuador). Como ejemplo supongamos un televisor. Su entrada es una señal de difusión recibida por una antena o por un cable. Los circuitos de procesado de señales del interior del televisor extraen la información sobre el brillo, el color y el sonido de esta señal. Los 18/11/2010 Pàgina 2
  • 3. P.Q.P.I. AUXILIAR MUNTTGE ORDINADORS – CARLOS CARDELO – IES MVM dispositivos de salida son un tubo de rayos catódicos que convierte las señales electrónicas en imágenes visibles en una pantalla y unos altavoces. Otro ejemplo puede ser el de un circuito que ponga de manifiesto la temperatura de un proceso, el transductor puede ser un termocouple, el circuito de procesamiento se encarga de convertir la señal de entrada en un nivel de voltaje (comparador de voltaje o de ventana) en un nivel apropiado y mandar la información decodificándola a un display donde nos dé la temperatura real y si esta excede un límite preprogramado activar un sistema de alarma (circuito actuador) para tomar las medida pertinentes. Señales eléctricas y electrónicas La señal es la representación de un fenómeno físico o estado material a través de una relación establecida; las entradas y salidas de un sistema electrónico serán señales variables. Así mismo, una señal puede ser también la variación de una corriente eléctrica u otra magnitud física que se utiliza para transmitir información. En electrónica se trabaja con variables que toman la forma de Tensión o corriente estas se pueden denominar comúnmente señales. Las señales primordialmente pueden ser de dos tipos: Variable analógica – Son aquellas que pueden tomar un número infinito de valores comprendidos entre dos límites. La mayoría de los fenómenos de la vida real dan señales de este tipo. (presión, temperatura, etc.) Variable digital – También llamadas variables discretas, entendiéndose por estas, las variables que pueden tomar un número finito de valores. Por ser de fácil realización los componentes físicos con dos estados diferenciados, es este el número de valores utilizado para dichas variables, que por lo tanto son binarias. Siendo estas variables más fáciles de tratar (en lógica serian los valores V y F) son los que generalmente se utilizan para relacionar varias variables entre si y con sus estados anteriores. Tensión Es la diferencia de potencial generada entre los extremos de un componente o dispositivo eléctrico. También podemos decir que es la energía capaz de poner en movimiento los electrones libres de un conductor o semiconductor. La unidad de este parámetro es el voltio (V). Existen dos tipos de tensión: la continua y la alterna. Tensión continua (VDC) –Es aquella que tiene una polaridad definida, como la que proporcionan las pilas, baterías y fuentes de alimentación. Tensión Alterna (VAC) –Es aquella cuya polaridad va cambiando o alternando con el transcurso del tiempo. Las fuentes de tensión alterna más comunes son los generadores y las redes de energía doméstica. Corriente También denominada intensidad, es el flujo de electrones libres a través de un conductor o semiconductor en un sentido. La unidad de medida de este parámetro es el amperio (A). Al igual que existen tensiones continuas o alternas, las intensidades también pueden ser 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 de este parámetro es el Ohmio (Ω). No debe confundirse con el componente resistor. 18/11/2010 Pàgina 3
  • 4. P.Q.P.I. AUXILIAR MUNTTGE ORDINADORS – CARLOS CARDELO – IES MVM Circuitos electrónicos Se denomina circuito electrónico a una serie de elementos o componentes eléctricos (tales como resistencias, inductancias, condensadores y fuentes) o electrónicos, conectados eléctricamente entre sí con el propósito de generar, transportar o modificar señales electrónicas. Los circuitos electrónicos o eléctricos se pueden clasificar de varias maneras: Por el TIPO de Por el TIPO de Por el TIPO de Por su INFROMACIÓN RÉGIMEN SEÑAL CONFIGURACIÓN ANALÓGICOS PERIÓDICOS DE CORRIENTE SERIE DIGITALES TRANSITORIOS CONTINUA PARALELO MIXTOS PERMANENTES DE CORRIENTE MIXTOS ALTERNA Señal Analógica Señal eléctrica analógica es aquella en la que los valores de la tensión o voltaje varían constantemente en forma de corriente alterna, incrementando su valor con signo eléctrico positivo (+) durante medio ciclo y disminuyéndolo a continuación con signo eléctrico negativo (–) en el medio ciclo siguiente. El cambio constante de polaridad de positivo a negativo provoca que se cree un trazado en forma de onda senoidal. Una señal analógica es un tipo de señal continua en la que es variable su amplitud y periodo (representando un dato de información) en función del tiempo. En la naturaleza, el conjunto de señales que percibimos son analógicas, así la luz, el sonido, la energía etc., son señales que tienen una variación continua. Incluso la descomposición de la luz en el arcoíris vemos como se realiza de una forma suave y continúa. Una onda senoidal es una señal analógica de una sola frecuencia. Los voltajes de la voz y del video son señales analógicas que varían de acuerdo con el sonido o variaciones de la luz que corresponden a la información que se está transmitiendo. 18/11/2010 Pàgina 4
  • 5. P.Q.P.I. AUXILIAR MUNTTGE ORDINADORS – CARLOS CARDELO – IES MVM Como ventaja principal es que es fácil de generar por medios mecánicos y fácil de transportar (con poca intensidad y a voltajes muy elevados). Los inconvenientes son que las señales analógicas de cualquier circuito o comunicación electrónica son susceptibles de ser modificadas de forma no deseada de diversas maneras mediante el ruido, lo que ocurre siempre en mayor o menor medida. Para solucionar esto la señal suele ser acondicionada antes de ser procesada. Señal digital La señal digital es un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético en que cada signo que codifica el contenido de la misma puede ser analizado en término de algunas magnitudes que representan valores discretos, en lugar de valores dentro de un cierto rango. Por ejemplo, el interruptor de la luz sólo puede tomar dos valores o estados: abierto o cerrado, o la misma lámpara: encendida o apagada (véase circuito de conmutación). Esto no significa que la señal físicamente sea discreta ya que los campos electromagnéticos suelen ser continuos, sino que en general existe una forma de discretizarla unívocamente. Los sistemas digitales, como por ejemplo el ordenador, usan lógica de dos estados representados por dos niveles de tensión eléctrica, uno alto, H y otro bajo, L (de High y Low, respectivamente, en inglés). Por abstracción, dichos estados se sustituyen por ceros y unos, lo que facilita la aplicación de la lógica y la aritmética binaria. Si el nivel alto se representa por 1 y el bajo por 0, se habla de lógica positiva y en caso contrario de lógica negativa. Cabe mencionar que, además de los niveles, en una señal digital están las transiciones de alto a bajo y de bajo a alto, denominadas flanco de bajada y de subida, respectivamente. En la figura se muestra una señal digital donde se identifican los niveles y los flancos. 18/11/2010 Pàgina 5
  • 6. P.Q.P.I. AUXILIAR MUNTTGE ORDINADORS – CARLOS CARDELO – IES MVM Señal digital: 1) Nivel bajo, 2) Nivel alto, 3) Flanco de subida y 4) Flanco de bajada. Señal digital con ruido Es conveniente aclarar que, a pesar de que en los ejemplos señalados el término digital se ha relacionado siempre con dispositivos binarios, no significa que digital y binario sean términos intercambiables. Por ejemplo, si nos fijamos en el código Morse, veremos que en él se utilizan, para el envío de mensajes por telégrafo eléctrico, cinco estados digitales, que son: punto, raya, espacio corto (entre letras), espacio medio (entre palabras) y espacio largo (entre frases) Referido a un aparato o instrumento de medida, decimos que es digital cuando el resultado de la medida se representa en un visualizador mediante números (dígitos) en lugar de hacerlo mediante la posición de una aguja, o cualquier otro indicador, en una escala. Contenido 1 Ventajas de las señales digitales 2 Inconvenientes de las señales digitales 18/11/2010 Pàgina 6
  • 7. P.Q.P.I. AUXILIAR MUNTTGE ORDINADORS – CARLOS CARDELO – IES MVM Ventajas de las señales digitales 1. Ante la atenuación, puede ser amplificada y reconstruida al mismo tiempo, gracias a los sistemas de regeneración de señales. 2. Cuenta con sistemas de detección y corrección de errores, en la recepción. 3. Facilidad para el procesamiento de la señal. Cualquier operación es fácilmente realizable a través de cualquier software de edición o procesamiento de señal. 4. Permite la generación infinita sin pérdidas de calidad. Esta ventaja sólo es aplicable a los formatos de disco óptico; la cinta magnética digital, aunque en menor medida que la analógica (que sólo soporta como mucho 4 o 5 generaciones), también va perdiendo información con la multigeneración. 5. Las señales digitales se ven menos afectadas a causa del ruido ambiental en comparación con las señales analógicas. Inconvenientes de las señales digitales 1. Necesita una conversión analógica-digital previa y una decodificación posterior en el momento de la recepción. 2. Requiere una sincronización precisa entre los tiempos del reloj del transmisor con respecto a los del receptor. 3. Pérdida de calidad del muestreo. 4. La señal digital requiere mayor ancho de banda que la señal analógica para ser transmitida. 5. Respecto al instrumental de vídeo y sonido, las maquinas digitales muestran una calidad inferior a las analógicas. La existencia de estos dos tipos de señales, analógicas y digitales, hace que aparezcan dos tipos de electrónica: Electrónica Analógica: parte de la electrónica que estudia los sistemas en los cuales sus variables (en especial tensión y corriente) varían de una forma continua en el tiempo, pudiendo tomar infinitos valores. Electrónica Digital: En contraposición a la electrónica Analógica se encuentra la electrónica digital donde las variables solo pueden tomar valores discretos, teniendo siempre un estado perfectamente definido (en general un valor fijo de tensión y corriente). A continuación describiremos ambas. 18/11/2010 Pàgina 7
  • 8. P.Q.P.I. AUXILIAR MUNTTGE ORDINADORS – CARLOS CARDELO – IES MVM Electrónica analógica Transistor bipolar, componente muy usado en sistemas analógicos. La electrónica analógica es, como ya hemos descrito anteriormente, la parte de la electrónica que estudia los sistemas en los cuales sus variables; tensión, corriente,…, varían de una forma continua en el tiempo, pudiendo tomar infinitos valores (teóricamente al menos). En las señales analógicas, la información se encuentra en la forma de la onda Pongamos un ejemplo: Disponemos de una medida real concreta; la longitud total de un coche, por ejemplo. En un sistema digital esta medida podría ser de 4 metros o de 4 metros y 23 centímetros. Podremos darle la precisión que queramos pero siempre serán cantidades enteras En un sistema analógico la medida sería la real; es decir 4,233648596... en teoría hasta que llegásemos a la mínima cantidad de materia existente (siempre que el sistema de medida sea lo suficientemente exacto). Componentes electrónicos Analógicos Los circuitos electrónicos constan de componentes electrónicos interconectados. Estos componentes se clasifican en dos categorías: Activos: Los Diodos semiconductores, las Baterías (o pilas), los Generadores, los Tubos de Vacío y los Transistores. Pasivos: las resistencias, los condensadores y las bobinas. Componentes Activos: Tubos de vacío: Un tubo de vacío consiste en una cápsula de vidrio de la que se ha extraído el aire, y que lleva en su interior varios electrodos metálicos. Un tubo sencillo de dos elementos (diodo) está formado por un cátodo y un ánodo, este último conectado al terminal positivo de una fuente de alimentación. El cátodo (un pequeño tubo metálico que se calienta mediante un filamento) libera electrones que migran hacia él (un cilindro metálico en torno al cátodo, también llamado placa). Si 18/11/2010 Pàgina 8
  • 9. P.Q.P.I. AUXILIAR MUNTTGE ORDINADORS – CARLOS CARDELO – IES MVM se aplica una tensión alterna al ánodo, los electrones sólo fluirán hacia el ánodo durante el semiciclo positivo; durante el ciclo negativo de la tensión alterna, el ánodo repele los electrones, impidiendo que cualquier corriente pase a través del tubo. Los diodos conectados de tal manera que sólo permiten los semiciclos positivos de una corriente alterna (CA) se denominan tubos rectificadores y se emplean en la conversión de corriente alterna a corriente continua (CC). Diodos Semiconductores: Al igual que en los tubos de vacío, los diodos semiconductores tienen un comportamiento de rectificadores, pero están construidos con material semiconductor como el Silicio o el Germanio. Se trata de materiales, como a los que se les han incrustado pequeñas cantidades de materias extrañas (dopados), de manera que se produce una abundancia o una carencia de electrones libres. En el primer caso, se dice que el semiconductor es del tipo N, y en el segundo que es del tipo P. Combinando materiales del tipo N y del tipo P (Unión PN) puede producirse un diodo. Cuando éste se conecta a una batería de manera tal que el material tipo P es positivo y el material tipo N es negativo, los electrones son repelidos desde el terminal negativo de la batería y pasan, sin ningún obstáculo, a la región P, que carece de electrones. Con la batería invertida, los electrones que llegan al material P pueden pasar sólo con muchas dificultades hacia el material n, que ya está lleno de electrones libres, en cuyo caso la corriente es casi cero. Transistores: Los transistores se componen de semiconductores P-N-P o N-P-N (tres capas de dopado). o El transistor bipolar fue inventado en 1948 para sustituir al tubo de vacío triodo. Está formado por tres capas de material dopado, que forman dos uniones pn (bipolares) con configuraciones pnp o npn. Una unión está conectada a la batería para permitir el flujo de corriente (polarización negativa frontal, o polarización directa), y la otra está conectada a una batería en sentido contrario (polarización inversa). Si se varía la corriente en la unión de polarización directa mediante la adición de una señal, la corriente de la unión de polarización inversa del transistor variará en consecuencia. El principio puede utilizarse para construir amplificadores en los que una pequeña señal aplicada a la unión de polarización directa provocará un gran cambio en la corriente de la unión de polarización inversa. 18/11/2010 Pàgina 9
  • 10. P.Q.P.I. AUXILIAR MUNTTGE ORDINADORS – CARLOS CARDELO – IES MVM o Transistor de efecto de campo (FET, acrónimo inglés de Field-Effect Transistor), que funciona sobre la base del principio de repulsión o de atracción de cargas debido a la superposición de un campo eléctrico. La amplificación de la corriente se consigue de manera similar al empleado en el control de rejilla de un tubo de vacío. Los transistores de efecto de campo funcionan de forma más eficaz que los bipolares, ya que es posible controlar una señal grande con una cantidad de energía muy pequeña. o Circuitos integrados: La mayoría de los circuitos integrados son pequeños trozos, o chips, de silicio, de entre 2 y 4 mm2, sobre los que se fabrican los transistores. La fotolitografía permite al diseñador crear centenares de miles de transistores en un solo chip situando de forma adecuada las numerosas regiones tipo n y p. Durante la fabricación, estas regiones son interconectadas mediante conductores minúsculos, a fin de producir circuitos especializados complejos. Estos circuitos integrados son llamados monolíticos por estar fabricados sobre un único cristal de silicio. Los chips requieren mucho menos espacio y potencia, y su fabricación es más barata que la de un circuito equivalente compuesto por transistores individuales. 18/11/2010 Pàgina 10
  • 11. P.Q.P.I. AUXILIAR MUNTTGE ORDINADORS – CARLOS CARDELO – IES MVM Componentes Pasivos: Resistencias: Las resistencias se emplean para controlar la corriente en los circuitos electrónicos. Se elaboran con mezclas de carbono, láminas metálicas o hilo de resistencia, y disponen de dos cables de conexión. A las resistencias variables se le llaman reóstatos o potenciómetros, con un brazo de contacto deslizante y ajustable, suelen utilizarse para controlar el volumen de radios y televisiones. Condensadores: Los condensadores están formados por dos placas metálicas separadas por un material aislante. Si se conecta una batería a ambas placas, durante un breve tiempo fluirá una corriente eléctrica que se acumulará en cada una de ellas. Si se desconecta la batería, el condensador conserva la carga y la tensión asociada a la misma. Las tensiones rápidamente cambiantes, como las provocadas por una señal de sonido o de radio, generan mayores flujos de corriente hacia y desde las placas; entonces, el condensador actúa como conductor de la corriente alterna. Este efecto puede utilizarse, por ejemplo, para separar una señal de sonido o de radio de una corriente continua, a fin de conectar la salida de una fase de amplificación a la entrada de la siguiente. Bobinas: Las bobinas (también llamadas inductores) consisten en un hilo conductor enrollado. Al pasar una corriente a través de la bobina, alrededor de la misma se crea un campo magnético que tiende a oponerse a los cambios bruscos de la intensidad de la corriente. Al igual que un condensador, una bobina puede utilizarse para diferenciar entre señales rápida y lentamente cambiantes (altas y 18/11/2010 Pàgina 11
  • 12. P.Q.P.I. AUXILIAR MUNTTGE ORDINADORS – CARLOS CARDELO – IES MVM bajas frecuencias). Al utilizar una bobina conjuntamente con un condensador, la tensión de la bobina alcanza un valor máximo a una frecuencia específica que depende de la capacitancia y de la inductancia. Este principio se emplea en los receptores de radio al seleccionar una frecuencia específica mediante un condensador variable. Dispositivos de detección y transductores: La medición de magnitudes mecánicas, térmicas, eléctricas y químicas se realiza empleando dispositivos denominados sensores y transductores. El sensor es sensible a los cambios de la magnitud a medir, como una temperatura, una posición o una concentración química. El transductor convierte estas mediciones en señales eléctricas, que pueden alimentar a instrumentos de lectura, registro o control de las magnitudes medidas. Los sensores y transductores pueden funcionar en ubicaciones alejadas del observador, así como en entornos inadecuados o impracticables para los seres humanos. Otros dispositivos (simultáneamente pueden ser Sensor y Transductor): o Termopar consta de dos uniones de diferentes metales que generan una pequeña tensión que depende del diferencial término entre las uniones. o Termistor es una resistencia especial, cuyo valor de resistencia varía según la temperatura. o Reóstato Variable puede convertir el movimiento mecánico en señal eléctrica. o Fotocélulas: para detectar la luz. Para medir velocidades, aceleración o flujos de líquidos se recurre a otro tipo de dispositivos. En la mayoría de los casos, la señal eléctrica es débil y debe ser amplificada por un circuito electrónico. 18/11/2010 Pàgina 12
  • 13. P.Q.P.I. AUXILIAR MUNTTGE ORDINADORS – CARLOS CARDELO – IES MVM Circuitos Electrónicos Analógicos de uso frecuente Existen de muchos tipos, pero dos de los más importantes serian: Circuitos de alimentación eléctrica (Fuentes) La mayoría de los equipos electrónicos requieren tensiones de corriente continua (CC) para su funcionamiento. Estas tensiones pueden ser suministradas por baterías o por fuentes de alimentación internas que convierten la corriente alterna de la red eléctrica que llega a cada vivienda, en tensiones reguladas de CC. Elementos de una fuente de alimentación: El transformador: Eleva o disminuye la tensión de entrada a un nivel adecuado para el funcionamiento del equipo. La función secundaria del transformador es servir como aislamiento galvánico de masa (conexión a tierra) eléctrica del dispositivo a fin de reducir posibles peligros de electrocución. El rectificador: Suele estar constituido por 2 o 4 diodos rectificadores de silicio de bajo coste y alta fiabilidad. Condensador de Filtro: Las fluctuaciones y ondulaciones superpuestas a la tensión de CC rectificada suelen filtrarse mediante un condensador. Cuanto más grande sea el condensador, menor será el nivel de fluctuación de la tensión. Regulador de Tensión: En fuentes donde se requiera mayor o mejor control de los niveles o de las fluctuaciones de tensión se emplean reguladores de tensión, que también consiguen que las tensiones internas sean independientes de las fluctuaciones que puedan encontrarse en un artefacto eléctrico. Un sencillo regulador de tensión que se utiliza a menudo es el diodo de Zener, formado por un diodo de unión P-N de estado sólido que actúa como aislante hasta una tensión predeterminada (del Zener). Por encima de dicha tensión, se convierte en un conductor que deriva los excesos de tensión. Por lo general, los reguladores de tensión más sofisticados se construyen como circuitos integrados. Circuitos amplificadores Los amplificadores electrónicos se utilizan sobre todo para aumentar la tensión, la corriente o la potencia de una señal. Amplificadores lineales: Incrementan la señal sin distorsionarla (o distorsionándola mínimamente), de manera que la salida es proporcional a la entrada. Amplificadores no lineales: Permiten generar un cambio considerable en la forma de onda de la señal. Los amplificadores lineales se utilizan para señales de sonido y vídeo, mientras que los no lineales se emplean en osciladores, dispositivos electrónicos de alimentación, moduladores, mezcladores, circuitos lógicos y demás aplicaciones en las que se requiere una reducción de la amplitud. 18/11/2010 Pàgina 13
  • 14. P.Q.P.I. AUXILIAR MUNTTGE ORDINADORS – CARLOS CARDELO – IES MVM ELECTRÓNICA DIGITAL Circuito digital de un reloj binario en una placa de pruebas (protoboard) La electrónica digital es una parte de la electrónica que se encarga de sistemas electrónicos en los cuales la información está codificada en dos únicos estados. A dichos estados se les puede llamar "verdadero" o "falso", o más comúnmente 1 y 0, refiriéndose a que en un circuito electrónico hay (1 - verdadero) tensión de voltaje o hay ausencia de tensión de voltaje (0 - falso). Electrónicamente se les asigna a cada uno un voltaje o rango de voltaje determinado, a los que se les denomina niveles lógicos, típicos en toda señal digital. Por lo regular los valores de voltaje en circuitos electrónicos pueden ir desde 1.5, 3, 5, 9 y 18 Volts dependiendo de la aplicación, así por ejemplo, en un radio de transistores convencional las tensiones de voltaje son por lo regular de 5 y 12 Volts al igual que se utiliza en los discos duros IDE de computadora. Se diferencia de la electrónica analógica en que, para la electrónica digital un valor de voltaje codifica uno de estos dos estados, mientras que para la electrónica analógica hay una infinidad de estados de información que codificar según el valor del voltaje. La electrónica digital trabaja con números. La información está en los números y no en la forma de señal. Cualquier señal siempre se puede convertir a números y recuperarse posteriormente. Esta particularidad permite que, usando Álgebra Booleana y un sistema de numeración binario, se puedan realizar complejas operaciones lógicas o aritméticas sobre las señales de entrada, muy costosas de hacer empleando métodos analógicos. 18/11/2010 Pàgina 14
  • 15. P.Q.P.I. AUXILIAR MUNTTGE ORDINADORS – CARLOS CARDELO – IES MVM La electrónica digital ha alcanzado una gran importancia debido a que es utilizada para realizar autómatas y por ser la piedra angular de los sistemas microprogramados como son los ordenadores o computadoras. Los sistemas digitales pueden clasificarse del siguiente modo: Sistemas cableados Combinacionales Secuenciales Memorias Convertidores  Convertidor analógico-digital  Convertidor digital-analógico  Convertidor de potencia (fuentes, rectificadores y convertidores AC-DC y DC-AC) Sistemas programados Microprocesadores Microcontroladores CIRCUITOS COMBINACIONALES: Son AQUELLOS en los que el estado de las salidas depende solo del de las entradas (Booleanos, algebra de Boole) y, por tanto, no almacenan información. En electrónica digital la lógica combinacional está formada por ecuaciones simples a partir de las operaciones básicas del álgebra de Boole. Entre los circuitos combinacionales clásicos tenemos: Lógicos Generador/Detector de paridad Multiplexor y Demultiplexor Codificador y Decodificador Conversor de código Comparador Aritméticos Sumador Aritméticos y lógicos Unidad aritmético lógica Los elementos básicos que se usan para implementar estos circuitos son las puertas lógicas. CIRCUITOS SECUENCIALES: En los sistemas secuenciales, los valores de las salidas, en un momento dado, no dependen exclusivamente de los valores de las entradas en dicho momento, sino también dependen del estado anterior o estado interno (MEMORIA). El sistema secuencial más simple es el biestáble, de los cuales, el de tipo D (o cerrojo) es el más utilizado actualmente. 18/11/2010 Pàgina 15
  • 16. P.Q.P.I. AUXILIAR MUNTTGE ORDINADORS – CARLOS CARDELO – IES MVM A continuación se indican los principales sistemas secuenciales que pueden encontrarse en forma de circuito integrado o como estructuras en sistemas programados: Biestables (Memorias) Contadores Registros En los circuitos secuenciales entra un factor que no se había considerado en los combinacionales, dicho factor es el tiempo. De hecho, los circuitos secuenciales se clasifican de acuerdo a la manera como manejan el tiempo en circuitos secuenciales síncronos y circuitos secuenciales asíncronos. Circuito secuencial asíncrono: los cambios de estado ocurren al ritmo natural marcado por los retardos asociados a las compuertas lógicas utilizadas en su implementación, es decir, estos circuitos no usan elementos especiales de memoria, pues se sirven de los retardos propios (tiempos de propagación) de las compuertas lógicas usados en ellos. Esta manera de operar puede ocasionar algunos problemas de funcionamiento, ya que estos retardos naturales no están bajo el control del diseñador y además no son idénticos en cada compuerta lógica. Circuitos secuenciales síncronos: sólo permiten un cambio de estado en los intantes marcados por una señal de sincronismo de tipo oscilatorio denominada reloj. Con ésto se pueden evitar los problemas que tienen los circuitos asíncronos originados por cambios de estado no uniformes en todo el circuito. 18/11/2010 Pàgina 16