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7/26/2019 02 U1 Electrnica Digital - Introduccin a Los Circuitos Lgicos
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ElectrnicaDigital 22/05/20
Ing.
Luis
Armando
Reyes
Cardoso
ElectrnicaDigital
Introduccin
Ing.LuisArmandoReyesCardoso 1
Luis
Armando
Reyes
Cardoso
IngenieroElectricista ITQ
PTC Mecatrnica.
email:
7329112
MecatrnicaExt.412
Ing.
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Cardoso 2
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Competencias
Desarrollar y conservar sistemas
automatizados y de control, utilizando
tecnologa adecuada, de acuerdo a normas,
especificaciones tcnicas y de seguridad, para
mejorar y mantener los procesos productivos.
M.C.
Luis
Armando
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ObjetivodelaAsignatura
Implementar controles automticos mediante
sistemas digitales para desarrollar y conservar
procesos productivos
M.C.
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I. Fundamentos de Circuitos Lgicos
Objetivo: Realizar la deteccin y localizacin de fallas
mediante los principios de la lgica digital, para la
eliminacin de errores de funcionamiento en circuitos
digitales combinacionales.
M.C.
Luis
Armando
Reyes
Cardoso 5
I. Fundamentos de Circuitos Lgicos
1.1 Sistemas , cdigos numricos y conversiones.
1.2 Simbologa y compuertas.
1.3 Familias lgicas.
1.4 Medidas de seguridad en el manejo de las
familias lgicas TTL y CMOS.
1.5 Deteccin, localizacin y eliminacin de fallas.
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Una
magnitud
analgicaes
aquella
que
toma
valores
continuos.
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FIGURA 1.1 Grfica de una magnitud analgica (temperatura
en funcin del tiempo).
Una
magnitud
digitales
aquella
que
toma
un
conjunto
valores
discretos.
M.C.
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FIGURA 1.2 Representacin de los valores muestreados(cuantificacin) de la magnitud analgica de la Figura 1.1. Cada
valor representado por un punto puede digitalizarse,
representndolo como un cdigo digital que consta de una serie de
1s y 0s.
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Ventajas de las Magnitudes Digitales
Los datos digitales pueden ser procesados ytransmitidos de forma mas viable y eficiente quelos datos analgicos.
Los datos digitales tienen una ventaja importantecuando es necesario su almacenamiento.
El ruido (fluctuaciones de tensin no deseadas)no afectan a los datos digitales tanto como a lasseales analgicas.
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Un Sistema Electrnico Analgico
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FIGURA1.3Sistemabsicodealtavoz.
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Sistema Electrnico Analgico
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FIGURA 1.4Esquema bsico de bloques de un reproductor de CD. Slo se
muestra un canal.
Dgitos Binarios
Cada uno de los dgitos en el sistema binario, 1 y 0, se denomina bit(contraccin de las palabras
binary digit).
El 1 se representa por el nivel de tensin ms elevado, que se denomina nivel ALTO(HIGH), y el
0se representa por el nivel de tensin ms bajo, que se denomina nivel BAJO(LOW).
Este convenio recibe el nombre de lgica positiva.
ALTO (HIGH) = 1y BAJO (LOW) = 0.
Un sistema en el que un 1 se representa por un nivel BAJO y un 0 mediante un nivel ALTO se
dice que emplealgica negativa.
Los grupos de bits (combinaciones de 1s y 0s), llamadoscdigos, se utilizan para representar
nmeros, letras, smbolos, instrucciones y cualquier otra cosa que se requiera en una
determinada aplicacin.
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Niveles Lgicos
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FIGURA1.5Rangodeniveleslgicosdetensinparauncircuitodigital.
Formas de Ondas Digitales
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FIGURA1.6Impulsosideales.
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Formas de Ondas Digitales
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FIGURA
1.7
Caractersticas
de
los
impulsos
no
ideales.
Caractersticas de las Formas de Onda
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f
=
frecuencia
T
=
perodo
tW=anchodelimpulso
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Ejemplo
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Diagrama
de
Bloques
de
Embotellado
de
Pldoras
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Circuitos Integrados de Funcin Fija
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Encapsulados de CI
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Encapsulados de CI
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Numeracin de los Pines
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Numeracin de los Pines
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Clasificacin de los CI de Funcin Fija Segn su Complejidad
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Integracin a pequea escala (SSI, Small-Scale Integration). Describe los
CI de funcin fija que contienen hasta diez puertas equivalentes en un mismo
chip, e incluyen puertas bsicas y flip-flops.
Integracin a media escala (MSI, Medium-Scale Integration). Describe los
CI que contienen entre 10 y 100 puertas equivalentes en un mismo chip.
Incluyen funciones lgicas como codificadores, decodificadores, contadores,
registros, multiplexores, circuitos aritmticos, memorias pequeas y otras.
Integracin a gran escala (LSI, Large-Scale Integration). Es una categora
de los CI que incluyen entre 100 y 10.000 puertas equivalentes por chip,
incluyendo memorias. Integracin de muy gran escala (VLSI, Very Large-Scale Integration).
Describe los CI con un nmero de puertas equivalentes desde 10.000 hasta
100.000 por chip.
Integracin a ultra escala (ULSI, Ultra Large-Scale Integration). Describe
memorias de gran capacidad, grandes microprocesadoresy computadoras
en un solo chip. Esta categora designa los CI que contienen ms de 100.000
puertas equivalentes por chip.
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Tecnologas de Circuitos Integrados
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Los tipos de transistores con los que se implementan los circuitos integrados
pueden ser transistores bipolares o MOSFET (Metal-Oxide Semiconductor
Field-Effect Transistor, transistor de efecto de campo por unin metal-xido-
semiconductor).
Una tecnologa de circuitos que utiliza MOSFET es la tecnologa CMOS
(Complementary MOS, MOS complementario).
Un tipo de tecnologa de CI de funcin fija que utiliza los transistores
bipolares es la TTL (Transistor-Transistor Logic, lgica transistor-transistor).
BiCMOS utiliza una combinacin de las tecnologas CMOS y TTL.
Todas las puertas y otras funciones se pueden implementar con cualquier tipo
de tecnologa de circuitos.
Generalmente, los circuitos SSI y MSI estn disponibles en CMOS y en TTL.
LSI, VLSI y ULSI suelen implementarse con tecnologa CMOS o NMOS,porque requieren una menor superficie de chip y consumen menos potencia.
Precauciones para la Manipulacin de Dispositivos CMOS
M.C.
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Debido a su estructura, los dispositivos CMOS son muy sensibles a las cargas
estticas y pueden resultar daados por las descargas electrostticas si no se
manipulan correctamente. Al trabajar con dispositivos CMOS debern tomarse
las siguientes precauciones:
Los dispositivos CMOS deben ser suministrados y almacenados en espuma
conductiva.
Todos los instrumentos y bancos metlicos utilizado en las prueban debern
conectarse a una toma de tierra.
Las herramientas de trabajo deben conectarse a tierra a travs de un cable y
resistencias en serie de alto valor. No debe retirarse un dispositivos CMOS (o cualquier dispositivo) de un
circuito mientras que la alimentacin continua est conectada.
o deben conectarse tensiones de seal o corriente a un dispositivo CMOS
cuando la alimentacin continua est apagada.
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