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T-1 “Introducción a la electrónica digital”

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TEMA – 1
INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA DIGITAL
El tratamiento de la información en electrónica se puede realizar de dos formas, mediante técnicas analógicas o mediante técnicas digitales. El tratamiento analógico requiere un análisis detallado de las señales, ya que éstas pueden pasar por infinidad de valores, mientras que, el concepto digitalde las señales las limita a niveles o valores (el cero y el uno lógicos). La electrónica digital analiza y estudia los criterios para procesar estos niveles de forma que permitan el diseño de sistemas electrónicos que sustituyan o complementen a los analógicos. Para la fabricación de estos sistemas se recurre a los dispositivos lógicos que existen en el mercado. Estos dispositivos generalmente seencontrarán en forma de circuitos integrados y estarán diseñados basándose en una filosofía de trabajo, o lo que es lo mismo, partiendo de una familia lógica determinada.

1. Sistemas analógicos y digitales.
El hombre desarrolla una gran cantidad de sistemas para interaccionar con el medio que le rodea. Estos sistemas generalmente perciben magnitudes físicas, tales como temperatura, humedad,posición, intensidad de luz, tiempo, etc. y generan un cambio en ellas. Muchos de estos sistemas emplean circuitos electrónicos porque resulta muy sencillo representar magnitudes físicas mediante señales eléctricas y, además, estas señales eléctricas son fáciles de procesar mediante circuitos electrónicos económicos y fiables, se pueden transmitir a largas distancias y almacenarse parareproducirlas más tarde. Los sistemas electrónicos se clasifican en analógicos y digitales: 1. Los primeros trabajan con señales analógicas, que son señales continuas. 2. Los sistemas digitales son aquellos que trabajan con señales digitales, que son señales discretas. § Señales continuas son aquellas que pueden tomar un número infinito de valores y cambian interrumpidamente sin escalonamientos nidiscontinuidades. La mayoría de magnitudes físicas de la naturaleza varían de forma continua. Por ejemplo, la

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temperatura (ver figura 1-1) no varía de 20ºC a 25ºC de forma instantánea, sino que alcanza los infinitos valores que hay en ese rango.
Temperatura (ºC) 26 25 24 23 22 21 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Hora del díaFigura 1-1. Gráfica de una magnitud analógica.

§ Señales discretas son aquellas que no cambian de forma uniforme, presentan discontinuidades (varían bruscamente de un instante a otro) y sólo pueden adquirir un número finito de valores. En algunos casos interesa representar las magnitudes analógicas de forma digital. Si simplemente medimos la temperatura cada hora, obtenemos muestras querepresentan la temperatura a lo largo de intervalos de tiempo (cada hora). De esta forma, se ha convertido la magnitud continua en una magnitud discreta, que se puede digitalizar, representando cada valor muestreado mediante un código digital. La figura 1-2 representa el resultado1 de muestrear la evolución de la temperatura cada hora.
Temperatura (ºC) 26 25 24 23 22 21 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 23 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Hora del día

Figura 1-2. Gráfica de una magnitud discreta.

La electrónica digital emplea sistemas binarios, en los que sólo existen dos estados posibles, un nivel de tensión alto HI, llamado ‘1’ ( a veces 5V) y un nivel de tensión bajo LO, llamado ‘0’ (a veces 0V) (ver figura 1-3). En los sistemas digitales la combinación de estos dos estados se denomina código y seutiliza para representar números e información en general. Un dígito se denomina bit. La información binaria que manejan los sistemas digitales aparece en forma de señales que representan secuencias de bits.
u(t)
HI

LO

Figura 1-3. Señal digital.
1

t

Hay que hacer notar que la señal obtenida tras muestrear es una señal discreta pero no digital.

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