1IntroduccinElectrnica DigitalElectrnica BsicaJos Ramn Sendra
SendraDpto. de Ingeniera Electrnica y AutomticaULPGC2INTRODUCCIN
Estructura tpica de un sistema digitalAnalogA/D D/AAnalogTDSNuestro
mundo en una aproximacin clsica se comporta de forma analgica, es
decir,las seales evolucionan de forma continua. El procesado
analgico de dichas seales resulta complicadoSolucin:Convertir la
seal a digital y procesarla en ese formato Sensor Actuador3ANALGICO
VS DIGITALCmo se digitaliza una seal?Seal analgica4Inicialmente
realizamos el muestreo de la seal.ANALGICO VS DIGITALEn cada punto
recogemos el valor de la seal. Este proceso permite recuperar la
seal sin ninguna deformacin. 5ANALGICO VS DIGITALDiscretizamos los
valores resultantes del muestreo de la sealy codificamos el
resultado, transformndolo en un cdigo binariot6ANALGICO VS
DIGITALInconvenientes1. Perdida de calidad2. Incremento de la
frecuencia de la sealF=f N71. Reproducibilidad de resultados.Mayor
inmunidad a factores externos. Por ejemplo: temperatura, humedad,
ruido.ANALGICO VS DIGITALVentajas del mundo
digitalAnalgicoDigitalSeal+ruidoSeal+ruidoNivel altoNivel
bajo8ANALGICO VS DIGITALVentajas del mundo digital2. Simplicidad de
diseo. Las tolerancias en los componentes y los efectos
parsitos(resistencias, condensadores , diodos) tienen menor
importancia.El diseo se realiza de forma lgica.VRR12OUT( ) ( )( )
VR RR R R RV VOUT IN IN=++ + ++2 22 2 1 1 Tolerancias9ANALGICO VS
DIGITALVentajas del mundo digital3. Flexibilidad.La gama de
problemas abordables es mucho mayor .Ejemplo: Multiplicacin de dos
registros Amplificacin de una sealProblemas idnticos en
electrnicadigitalPermite tratar problemas inicialmente distintos de
igual formaEjemplo: Ordenador Inclusin de retardos en una seal sin
introducir deformacin Ordenacin de seales de mayor a menor por
tensin pico-pico Irresolubles enelectrnicaanalgica104. Posibilidad
de programacin.Mediante circuitos programables (PLD) se puede
disear y corregir una aplicacin fcilmente lo cual acelera el
proceso de desarrollo de un producto.5. Velocidad6. Precio. Un
producto de tirada masiva alcanza precios muy atractivosANALGICO VS
DIGITALVentajas del mundo digital11SISTEMAS BINARIOSLa electrnica
digital est basada en la lgica binaria la cual se basa a su vez en
ellgebra de Boole.Un lgebra consta de:Variables: X, Y, Z, A, B,
...0 0 Voltios no hay corriente falso1 5 Voltios hay corriente
verdaderoValores0Alta ImpedanciaOperaciones: Negacin (NOT), Y
(AND), O (OR)12 0 0 1 1 XYX ANDY 0 1 0 1 0 0 0 1 XYX ORY 0 0 1 1 0
1 0 1 0 1 1 1 X NOTX 0 1 1 0 ValoresVariablesOperacionesSISTEMAS
BINARIOSEjemplos:13EjemploSi la puerta est abierta y el coche est
en marchaentonces podemos salir del garajePuerta abierta Coche en
marcha Podemos salirfalso/0 falso/0 falso/0falso/0 cierto/1
falso/0cierto/1 falso/0 falso/0cierto/1 cierto/1 cierto/1Para salir
del garaje se necesita que ocurran dos cosas: que la puerta est
abierta y que el coche est en marchaSISTEMAS BINARIOS14Distintas
representaciones de un diseo digitalRepresentacin algebraicaF X Y Z
= + ( )Y OTabla de verdadX Y Z F0 0 0 00 0 1 10 1 0 10 1 1 11 0 0
01 0 1 01 1 0 01 1 1 015Distintas representaciones de un diseo
digital.Sumador completo. Modelo de puertas lgicas A B Cin SUM Cout
InversorPuertaANDPuertaOR16Distintas representaciones de un diseo
digitalSumador sin acarreo. Modelo de diagrama de
tiempos17Distintas representaciones de un diseo digitalSumador
completo. Modelo de bloquesSuma Cout A B Cin A B Suma Acarr. MS A B
Suma Acarr. MS SumCout A B Cin A Cin Sum Cout BSCSumador completo
realizado como circuito compuesto de dos sumadores sin
acarreoSumador completo con un solo bloque18Distintas
representaciones de un diseo digitalSumador sin acarreo. Modelo de
comportamiento descrito en VHDL-- ***** modelo de un inversor
*****-- external portsENTITY inverter_gate; PORT (a:IN BIT;z:OUT
BIT);END inverter_gate;-- internal behaviorARCHITECTURE behavioral
OF inverter_gate ISBEGINz
