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Fundamentos de
la electrónica digital
Introducción
La electrónica moderna se divide en dos grandes áreas denominadas Electrónica Analógica y Electrónica Digital. La Electrónica Digital, de más reciente creación, está desplazando a la analógica, ya que es más fácil de desarrollar y menos complicada de estudiar. A pesar de ello, en ciertas aplicaciones dondeintervienen fenómenos físicos
como la temperatura, la presión, etc., su uso es imprescindible.
En la mayoría de las aplicaciones actuales las señales de entrada y de salida son analógicas y su procesado y
almacenamiento se realiza de forma digital. Para combinar ambas y poder resolver cualquier problema que se proponga se utilizan circuitos denominados convertidores. A la entrada del sistema secolocan convertidores analógicos/digitales, que transforman las señales analógicas en valores digitales, que serán procesados y/o almacenados.
A la salida, en cambio, se colocan convertidores digitales/analógicos, para transformar de nuevo las señales digitales en analógicas que, de esta forma, actúen de la manera requerida, como en el ejemplo de la Figura 1.1.
En este capítulo pretendemos dar unrepaso a los aspectos principales de la
electrónica digital, como pueden ser
las puertas lógicas, las familias de circuitos integrados, etc., así como todas
sus aplicaciones.

señal analógica

CONVERTIDOR
ANALÓGICO/
DIGITAL

señal
digital

TRATAMIENTO

señal
digital

CONVERTIDOR
DIGITAL/
ANALÓGICO

señal
analógica

AMPLIFICADOR
LINEAL

ALTAVOZ

Figura 1.1. Ejemplode aplicación en un casete de audio.

Contenido
1.1. Principios de la electrónica digital.
1.2. Álgebra de Boole.
1.3. Puertas lógicas.
1.4. Simplificación de funciones lógicas.
1.5. Familias de los circuitos integrados digitales.

Objetivos
u Conocer los principios de la electrónica digital.
u Dominar el álgebra de Boole.
u Saber implementar funciones con
puertas lógicas.
u Sabersimplificar funciones lógicas.
u Conocer las familias de los circuitos
integrados digitales.

Fundamentos de la electrónica digital

1.1 Principios de la electrónica
digital
Como hemos mencionado, la mayoría de las aplicaciones
tienen señales de entrada y de salida analógicas y un tratamiento interno digital. Las diferencias entre ambas magnitudes son las siguientes:
l Magnitud analógica:Utiliza valores continuos. Es el
caso de la mayoría de los fenómenos que aparecen en la
naturaleza. Por ejemplo, la temperatura es una magnitud
analógica, ya que varía de forma continua. Es decir, si en
una habitación hay 10 ºC, para alcanzar los 20 ºC deberá
pasar por todos los infinitos valores intermedios.
l Magnitud digital: Sus valores son discretos, de forma
que se pueden procesar yalmacenar mejor que las señales analógicas. Para la obtención de estos valores discretos a partir de una magnitud analógica debemos
muestrear, es decir, tomar valores de dicha magnitud
cada cierto intervalo de tiempo. Cuanto menor sea este
tiempo, mayor precisión obtendremos. Cada uno de
estos valores discretos es cuantificado como un valor
digital, que puede ser procesado y almacenado deforma más fiable que la analógica.
Para entender el proceso de convertir una señal analógica a
digital, estudiemos el caso de la Figura 1.2. La gráfica A
representa la variación de temperatura de un objeto a lo largo
de 6 horas. Para convertir esta gráfica a formato digital debemos muestrearla, tomando un valor cada cierto periodo de
tiempo (gráfica B). Por ejemplo, si este tiempo es de unahora,
al muestrear se podría deducir que el objeto tuvo la misma
temperatura entre las 3 y las 4 h, ya que ambas muestras tienen el mismo valor. Pero, en realidad, la temperatura entre
ambas descendió de forma notable, con lo cual hemos perdido valores decisivos. Si en lugar de realizar el muestreo cada
hora se realiza cada media hora, la precisión se duplica y
cuanto menor sea el tiempo de...