Resumen h. Vinculacion

7/25/2019 Resumen h. Vinculacion

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Generalidades

Sistemas binarios

Los sistemas binarios son sistemas de numeracin donde los nmeros serepresentan utilizando las cifras cero y uno, esto tiene mucha importancia ya que

las computadoras trabajan internamente con 2 niveles de voltaje lo que hace quesu sistema de numeracin natural sea binario, por ejemplo 1 para encendido y 0para apagado

!n binario, slo e"isten dos d#gitos, el cero y el uno $or tanto, es un sistema enbase dos, en el que 2 es el peso relativo de cada cifra respecto de la que seencuentra a la derecha

Algebra Booleana

!l %lgebra booleana tiene su fundamento en la lgica binaria la cual se basa enproposiciones y composiciones de estas que pueden ser verdaderas o falsas, ypor lo tanto son representables por los dos estados binarios &1' y &0' ( partir deesto y de las operaciones lgicas b%sicas se deducen teoremas fundamentalesque estructuran la matem%tica booleana empleada en el desarrollo de circuitosdigitales capaces de desempe)ar determinadas funciones lgicas que tiene suaplicacin en diversas situaciones de la vida diaria

*ichas operaciones b%sicas son+

Los circuitos b%sicos que corresponden a cada una de estas operaciones sonllamados ompuertas Lgicas, las cuales producen una salida nica a un conjuntode condiciones y dependiendo de sus entradas, as#+


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(lgunas de las propiedades b%sicas del algebra booleana son+

1- $ropiedad onmutativa+

( . / / . ( ( / / (

2 $ropiedad *istributiva+

(/.3 (/ . ( ( . / (./3(.3

4 !lementos 5eutros *iferentes+

( . 0 ( ( 1 (

6 omplemento de (, denominado (7+

( . (7 1

( (7 0

8eoremas del 9lgebra de /oole

8eorema 1+ el elemento complemento (7 es nico

8eorema 2 !lementos 5ulos3+ para cada elemento de / se verifica+ (.1 1 (0 0

8eorema 4+ cada elemento identidad es el complemento del otro 071 170

8eorema 6 :*!;$ (bsorcin3+ para cada par de elementos de /, se verifica+ (.(/(,((./3(


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8eorema ?+ para cada par de elementos de /, se verifica+ ( . (7/ ( . /, ( (7 ./3 ( /

8eorema @ (sociatividad3+ cada uno de los operadores binarios .3 y 3 cumple lapropiedad asociativa+ (./.3 (./3., (/3 (/3

Leyes de *e ;organ+ para cada par de elementos de /, se verifica+ (./37 (7/7,(/37 (7 . /7


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Lgica Combinacional

Tcnicas de Simplificacin

!ntre las tAcnicas de simplificacin para funciones lgicas tenemos lasimplificacin por aplicacin del algebra booleana, mapas de Barnaugh y el

mAtodo de ;clusCey

(lgebra /ooleana

!s quiz% el mAtodo m%s laborioso ya que se debe hacer uso de las propiedadesde dicha algebra para realizar la simplificacin de la funcin lgica que se tenga alprincipio

!jemplo+

De desea realizar el esquema m%s simple con puertas 5(5* para que la salidasea 1 cuando al menos una de las entradas / y estAn a 1 y salida 0 siempre que

( sea 1, independientemente del valor que tengan / y


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;apas de Barnaugh o mapas B3!s uno de los mAtodos m%s f%ciles para simplificar funciones, pudiAndose emplearhasta incluso con seis variables *icho mAtodo es una forma gr%fica derepresentar la tabla de la verdad de una funcin lgica, construyendo una tabladonde a cada valor de la tabla de la verdad se le asigna una casilla La tabla seconstruye situando como entradas verticales las combinaciones posibles de lasvariables de las que depende la funcin que se intenta simplificar, y encabezandocada columna por la combinacin binaria correspondiente, de forma que de unacolumna a la contigua cambie slo una variable de valor

omo entradas horizontales se disponen las combinaciones posibles de lasvariables restantes, de forma que entre las combinaciones binariascorrespondientes a dos filas contiguas cambie de valor tambiAn slo una variable

!n las tablas de las figuras siguientes se representan los mapas de Barnaugh parafunciones de dos, tres, cuatro, cinco y seis variables, respectivamente


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A0 1

AB00 01 11 10

AB00 01 11 10

B C CD

0 0 00

1 1 01

11

10

ABC 000 001 011 010 110 111 101 100 ABC 000 001 011 010 110 111 101 100

DE DEF

00 000

01 001

11 011

10 010

110

111

101

100

ada cuadr#cula puede corresponder a un tArmino cannico producto o suma3

compuesto por las variables que se indican en el vArtice superior izquierdo de la

tabla y con e"presin directa o complementada segn en la combinacin binariaasociada aparezca un 1 o un 0, respectivamente $ara representar una funcin en

esta tabla se parte de su forma cannica y se escribe un 1 en las cuadr#culas

correspondientes a los tArminos que estAn presentes Los dem%s se dejan en

blanco

8ambiAn se puede partir de la tabla de verdad y entonces el criterio de

representacin es obvio, puesto que la tabla de Barnaugh no es sino la tabla de

verdad representada de distinta forma

$or haber empleado el cdigo c#clico para las combinaciones de filas y columnas

vemos que las celdas vecinas las que tienen un lado en comn, teniendo en

cuenta que los lados derecho e izquierdo est%n unidos, al igual que los lados

inferiores y superiores3, difieren en el valor de una sola variable, Asta es la clave

de la simplificacin

Di las celdas adyacentes tienen un &1', tendremos dos tArminos cannicos que


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difieren en una sola variable apareciendo Asta en un tArmino en forma directa y en

el otro en forma negada, por lo que dicho tArmino se puede eliminar ya que su

valor no va a influir en el resultado de la funcin+

E aFbFcF . aFbFc aFb c . c3 aFb

Di se asocian cuatro celdas adyacentes en un solo tArmino, se eliminan las

variables que cambian de valor y se mantienen las que permanecen invariables

$or lo tanto, se deben agrupar todos los unos en agrupaciones de celdas

contiguas de 2n tArminos, sin dejar ningn &1' suelto e intentando que las

agrupaciones sean lo m%s grandes posibles

!l proceso de simplificacin no es nico, ya que a veces se pueden realizar

diferentes agrupamientos, por lo tanto habr% que seleccionar la e"presin m%s

simplificada

;Atodo de Guine-;clusCey

De utiliza para simplificar funciones que tienen cinco o m%s de cinco variables

(dem%s es susceptible de ser tratado con ordenador

Dispositivos de Mediana Integracin

;D:- Dignifican ;edium Dcale :ntegration integracin en mediana escala3, ycomprende los chips que contienen de 14 a 100 compuertas !jemplos+codificadores, registros, contadores, multiple"ores, de codificadores ydemultiple"ores Los circuitos integrados ;D: se fabrican empleando tecnolog#as88L, ;


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Lgica Secuencial

Lgica Decuencial (s#ncrona

De caracterizan principalmente por no depender de una se)al de reloj y por nopermitir cambios simult%neos en las variables de entrada, a fin de evitar el

fenmeno de carreras cr#ticas entre variables de estado de entrada $or loindicado, el procedimiento de an%lisis de circuitos secuenciales as#ncronos,supone que las entradas cambian una a la vez, dando el tiempo suficiente entrecambios sucesivos para permitir que el circuito alcance un estado interno estable

Lgica Decuencial D#ncrona

!sta como su nombre lo dice, es an%loga a la lgica secuencial as#ncrona, por lotanto se caracteriza por actuar bajo una se)al de reloj principal, la cual puedeau"iliarse de elementos de memoria como flip flops para manipular la se)alprincipal segn se necesite en el circuito dise)ado

!stos sistemas secuenciales pueden ser activados por nivel, flancos positivo I onegativo J3, algunos de los dispositivos m%s utilizados, son los flip flops+ KD, B,*, 8, etc


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amilias Lgicas

8ecnolog#a 88L

Lgica 8ransistor a 8ransistor o 8ransistor-8ransistor Logic en inglAs3, es unatecnolog#a de construccin de circuitos electrnicos digitales !n los componentes

fabricados con tecnolog#a 88L los elementos de entrada y salida del dispositivoson transistores bipolares

aracter#sticas+

La tensin de alimentacin es de = Moltios, con Mm#n 6?= Moltios y Mm%" =2= Moltios apr" Du fabricacin es con transistores bipolares La velocidad de transmisin entre los estados lgicos es su mejor ventaja,

ciertamente esta caracter#stica le hacer aumentar su consumo Du compuerta b%sica es la 5(5*

Dubfamilias de circuitos lgicos 88L+

88L est%ndar

88L de baja potencia

88L shoottCy

88L shoottCy de baja potencia

88L shoottCy avanzada8ecnolog#a ;


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Las principales series ;


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;emorias+ Sna memoria digital, es un dispositivo al cual se le transfiere lainformacin binaria que se desea almacenar, y posteriormente se puede leer lainformacin que se coloc previamente en la misma La memoria almacenainformacin en forma de bits

*ispositivos lgicos programables destacables son+

- K


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Conversiones

$ara accionar elementos analgicos empleando tAcnicas de circuitos digitales oviceversa se requiere la utilizacin de un elemento traductor de un sistema a otro,

estos son el onversor *igital-(nalgico *(3 y el onversor (nalgico-*igital(*3

!"isten muchos dise)os para realizar un circuito de onversin (nalgica *igital yviceversa !n general se utilizan :UD que realizan estas funciones en formadirecta o con un m#nimo de componentes e"tras

Los par%metros de eleccin en estos dispositivos son la precisin y la velocidad,aunque tambiAn pesan sobre la eleccin la simplicidad de uso, consumo, etc

onversor *igital-(nalogico

!s un dispositivo para convertir un cdigo digital generalmente binario3 a unase)al analgica corriente, voltaje o carga elActrica3 Oay distintos componentesque pueden intervenir en este proceso, como interruptores simples, red deresistores, fuentes actuales o condensadores Los *( se utilizan siempre que lasalida de un circuito digital tiene que ofrecer un voltaje o corriente analgicos paraimpulsar o activar un dispositivo analgico

!"iste una amplia variedad de *( como circuitos integrados o bien comopaquetes encapsulados

- Kesolucin+ La resolucin porcentual de un *( depende nica y

e"clusivamente del nmero de bits $or esta razn, en las fichas tAcnicas sedetalla de esta manera Sn *( de 10 bits tiene una resolucin m%s sensiblemayor e"actitud3 que uno de @ bits !ste dato es e"trapolable a lasespecificaciones de lectores de * o equipos integrados

- 8iempo de respuesta+ La velocidad de operacin de un *( se e"plica comotiempo de respuesta, que es el periodo que se requiere para que la salida pase decero a escala completa cuando la entrada binaria cambia de todos los ceros atodos los unos

- $recisin+ Los fabricantes de *( tienen varias maneras de establecer laprecisin o e"actitud ( las dos m%s comunes se las llama !rror de !scalaompleta y !rror de Linealidad o en ocasiones, directamente linealidad3, quenormalmente se e"presan como un porcentaje de la salida de escala completa delconvertidor

- Moltaje de balance+ !n teor#a, la salida de un *( ser% cero voltios cuando en laentrada binaria son todo ceros !n la pr%ctica, habr% un voltaje de salida peque)oproducido por el error de balance del amplificador del *( !ste desplazamiento


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es comnmente 00=V ED asi todos los *( con voltaje tendr%n una capacidadde ajuste de balance e"terno que permite eliminar el desequilibrio

onversor (nalgico-*igital

!ste dispositivo convierte una se)al analgica a digital, facilitando su

procesamiento y manejo para su posterior disposicin (l igual que los *(7sestos se caracterizan por su resolucin, tiempo de respuesta, precisin y voltajede balance

!"isten seis formas comunes de implementar un (* electrnico+

ADC de conversin directa o ADC Flash, tiene un comparador que lo enciendepara cada rango de voltaje decodificado !l banco comparador introduce uncircuito lgico que genera un cdigo para cada rango de voltaje La conversindirecta es muy r%pida, pero usualmente solamente tiene @ bits de resolucin 2=>comparadores3 o menos, y necesita un circuito caro y grande Los (*s de este

tipo son fisicamente grandes, tienen una alta entrada de capacitancia, y sonpropensos a producir fallos en las salidas (l poner en las salidas un cdigo fuerade secuencia3 Oay muchos de estos utilizados para se)ales de video u otrasr%pidas

ADC de Aproximacin Sucesiva, utiliza un comparador para rechazar rangos devoltajes, eventualmente establecidos en los rangos de voltaje final $or ejemplo, laprimera comparacin debe decidir cu%l bit m%s significativo de la salida, lasiguiente comparacin decide el siguiente bit m%s significativo, etcAtera !stotambiAn es llamado conversin bit-Weighting /it de mayor peso3, y es similar a labsqueda binaria Los (*s de este tipo convierten muy r%pido, y tienen buenas

resoluciones y rangos muy amplios y completos Don m%s complejos que algunosde otros dise)os

ADC Delta-Encoded (Codificacin Delta, tiene un contador arriba abajo queprovee un convertidor digital analgico *(3 8anto la se)al de entrada como el*( ambos van a un comparador !l comparador controla el contador !l circuitoutiliza retroalimentacin negativa del comparador para ajustar el contador mientrasla salida del *( est% lo suficientemente cerca de la entrada de la se)al !lnmero es le#do del contador Los convertidores *elta tienen rangos muy amplios,y una alta resolucin, pero el tiempo de conversin depende del nivel de la se)alde entrada, por lo que siempre tendr% una garant#a an en el peor de los casos

Los convertidores *elta son muchas veces buenas opciones para leer se)ales delmundo real ;uchas se)ales de sistemas f#sicos no cambian abruptamente

(lgunos convertidores combinan las apro"imacin delta y la de apro"imacinsucesiva, !sto trabaja bien con altas frecuencias que son conocidas para serpeque)as en magnitud

ADC Comparador de Tipo !ampa, 8ambiAn llamado (* :ntegrador, (* *oblerampa, o (* ;ulti rampa3 $roduce una se)al de tipo diente de sierra que se


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eleva, luego r%pidamente cae a cero uando la pendiente inicia, el contador iniciaa contar uando la pendiente encuentra la entrada, un comparador inicia, y elvalor del timer temporizador3 se almacena Los convertidores de pendientes entiempo requieren el menor nmero de transistores !l tiempo de la rampa essensible a la temperatura por que el circuito que genera la rampa es muchas

veces un oscilador simple Oay dos soluciones+ Stilizar un contador de reloj paramanejar el *( y despuAs utilizar el comparador para preservar el valor delcontador, o calibrar el tiempo de la rampa Sna ventaja especial del sistemacomparador de rampas es que compara una segunda se)al solo requiere otrocomparador, y otro registro para almacenar los valores de voltaje

ADC "ipeline (Tipo tu#er$a, tambiAn llamado cuantizador de subrangos, utilizados o m%s etapas de sub rangos $rimero, una conversin amplia es hecha omosegundo paso, la diferencia de la se)al de entrada es determinada con unconvertidor digital analgico *(3 La diferencia es el convertidor fijo, y losresultados son combinados en un ltimo paso !ste tipo de (* es r%pido, tiene

una alta resolucin y solo ocupa un tama)o peque)o

ADC Si%ma-Delta, muestrea la se)al deseada con un factor grande y filtrosdeseados de la banda de se)al Qeneralmente un nmero m%s peque)o de bitsque requiere y convierte utilizando un (* tipo Elash despuAs del filtro La se)alresultante, junto con el error generado por la discretizacion de niveles del Elash, esel resultado y substraccin de la entrada al filtro !sta retroalimentacin negativaha afectado la forma ruido de error debido al Elash as# que si no aparecen lasse)ales de frecuencias deseadas Sn filtro digital Eiltro de conversin digital3sigue el (* que reduce el tiempo de muestreo, los filtros apagan la se)al deruido no deseada e incrementan la resolucin de la salida

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