001 introduccion a la electronica digital

INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA

DIGITAL

Ingeniería Electrónica Carlos Alberto Goyeneche AlfonsoIngeniería Electrónica Carlos Alberto Goyeneche Alfonso

TEMARIO DE LA SESIÓN

1. ¿ Qué es la electrónica digital ?2. Aplicaciones de los sistemas digitales3. Esquema de conversión A/D4. Referencias históricas y proyecciones5. Representación de una cantidad digital.6. Integrados Digitales7. Tipos de Lógica Digital 8. Actividades Post-Clase

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PRINCIPALES RAMAS DE LA ELECTRÓNICA

De acuerdo con el tipo de señal:

• Electrónica Análoga

• Electrónica Digital

• Electrónica de Potencia

De acuerdo con su aplicación:

• Electrónica de automatización y control

• Electrónica automotriz

• Electrónica de comunicaciones

• Otras

¿ QUÉ ES LA ELECTRÓNICA DIGITAL?

• La electrónica digital es aquella cuyo funcionamiento puede describirse a través de una señal discreta, que únicamente cuenta con dos valores posibles cero lógico y uno lógico.

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Tipos de señal

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Sistema con elementos Análogos

Ejemplo de sistema analógico

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Sistema analógico - digital

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Diferencias

Características de cada sistemaLos datos analógicos:

– El mundo es esencialmente análogo.– Nuestros sentidos son sensores analógicos. (Voz: 0 - 4kHz; audio:

0 - 20kHz; luz: 400nm - 700nm ; calor)– Los generadores entregan la energía eléctrica en forma analógica.

Los datos digitales:– Se pueden procesar y transmitir de forma más eficiente y fiable.– Se pueden almacenar de manera más compacta y reproducirse

con mayor claridad y precisión.– Son más inmunes al ruido que los sistemas analógicos.

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Diferencias

Características de cada sistema

Los datos digitales:

– Las técnicas de procesamiento digital ofrecen más flexibilidad que las analógicas.

– Los circuitos digitales ofrecen mayor velocidad de procesamiento.– Se pueden integrar algoritmos de detección y corrección de

errores.– Los sistemas digitales son más fácilmente integrables en chip.– Son más fáciles de diseñar.

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Niveles de evolución

APLICACIONES DE LOS SISTEMAS DIGITALES

Se utilizan:

• En casi todos los ámbitos donde hay equipos electrónicos

• No sólo son ordenadores

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CONVERSIÓN ANÁLOGA - DIGITAL

REFERENCIAS HISTÓRICAS

Jack Kilby en la empresa Texas Instruments construyó el primer circuito integrado en 1958.

A partir de dicho año se han ido incrementando las escalas de integración, sus velocidades de trabajo, sus tamaños y su potencia de disipación.

1980 Evolucionan las tecnologías de construcción de integrados.

Década de los 90’s se comienza a hablar de microelectrónica.

Siglo XXI se avanza en la nanoelectrónica.

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PROYECCIONES

Evolución Tec. Fabricación y N° de pines

Evolución densidad de transistores y tamaños

PROYECCIONES

Evolución Frec. de trabajo y consumos del chip

PROYECCIONES

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REPRESENTACIÓN DE UNA CANTIDAD DIGITAL.

ON

ENCENDIDO

ABIERTO

VERDADERO

SI

“1”

OFF

APAGADO

CERRADO

FALSO

NO

“0”

REPRESENTACIÓN DE UNA CANTIDAD DIGITAL.

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En el laboratorio

En el laboratorio

SIGLA DEFINICIÓN CMOS TTL

VHmax Voltaje Máximo

para el nivel alto

+5V +3.3V

+5V

VHmin Voltaje Mínimo

para el nivel alto

+3.5V +2V

+2V

VLmax Voltaje Máximo

para el nivel bajo

+1.5V +0.8V

+0.8V

VLmin Voltaje Mínimo

para el nivel bajo

0V 0V

0V

Forma de onda digital real

Formas de ondas digitales

SIGLA DEFINICIÓN

Amplitud Amplitud o tensión máxima

tr Tiempo de Subida (time of raise)

Flanco de subida

tf Tiempo de Bajada (time of fall)

Flanco de bajada

tw Ancho del pulso (wide of pulse)

Encapsulados para dispositivos digitales

Encapsulados para dispositivos digitales

ENCAPSULADO CLASES

De Inserción •DIP (Dual in-line package)•PGA (Pin grid array)

De Montaje superficial

(SMT Surface -Mount Technology)

•SOIC (Small-outline IC)•PLCC (Plastic leaded chip carrier)•LCCC (leadless ceramic chip

carrier)•FP (flat-pack)

Encapsulados para dispositivos

Encapsulados para dispositivos digitales

Numeración de los pines

Clasificación de los CI de acuerdo con su complejidad

Tecnologías de fabricación de C.I.

Tecnologías de fabricación de C.I.

LÓGICAS EN ELECTRÓNICA DIGITAL

1. Lógica Combinacional:Rama de la electrónica digital que se dedica al

estudio de circuitos cuya salida depende de los

estados actuales de sus entradas. Se caracteriza

por no tener memoria y es usada para diseñar

circuitos que tengan la “capacidad” de tomar

decisiones.

LÓGICAS EN ELECTRÓNICA DIGITAL

2. Lógica Secuencial:Rama de la electrónica digital que se dedica alestudio de circuitos cuya salida en el estadosiguiente depende de los estados actuales de susentradas y de sus salidas (Realimentación). Se caracteriza porque estos circuitos poseenmemoria.

FIN.