Principios básicos de los Circuitos Digitales.
mayo 03, 2020
Antes que nada sabemos que los circuitos electrónicos pueden dividirse en dos amplias categorías: digitales y analógicos. Empezaremos aclarando que la electrónica digital utiliza magnitudes con valores discretos y la electrónica analógica emplea magnitudes con valores continuos.
De esta manera, una señal digital, es una señal que está descrita por números. Es un conjunto de números. Y la electrónica digital es la que trabaja con señales digitales, o sea, con números. El concepto de número lo tenemos presente, pero un mismo número se puede representar de muchas maneras. Un ejemplo de esto es, el número 5, lo representamos mediante el dígito ’5’ . Pero si manejamos el sistema de numeración romana, este mismo número se representaría como el dígito ’V’. Pero está claro que ambas representaciones, “5” y “V” hacen referencia al mismo número cinco.
La electrónica digital utiliza sistemas y circuitos en los que sólo existen dos estados posibles. Estos estados se representan mediante dos niveles de tensión diferentes: ALTO (HIGH) y BAJO (LOW). Entonces dentro de la electrónica digital es muy importante el sistema de numeración binario. Este sistema de representación sólo utiliza los dígitos 0 y 1 para representar cualquier número. Un dígito binario se denomina bit.
En los circuitos digitales se emplean dos niveles de tensión diferentes para representar
los dos bits. Por lo general, el 1 se representa mediante el nivel de tensión más elevado, que se denomina
nivel ALTO (HIGH) y 0 se representa mediante el nivel de tensión más bajo, que se denomina nivel
BAJO (LOW).
Aquí entran dos conceptos importantes, que son lógica positiva y lógica negativa, el primero mencionado anteriormente, quiere decir que un 1 se representa por un nivel ALTO y un 0 mediante un nivel BAJO, y la lógica negativa es lo contrario, es decir que un 1 se representa por un nivel BAJO y un 0 mediante un nivel ALTO.
Tenemos que en un circuito digital real, un nivel ALTO puede ser cualquier tensión entre un valor mínimo y un valor máximo
especificados. Del mismo modo, un nivel BAJO puede ser cualquier tensión comprendida entre un mínimo y
máximo especificados.
Entonces en este orden de ideas, un circuito digital debe cumplir que los valores de tensión están cuantificados en dos rangos que dan lugar al 0 lógico y al 1 lógico, respectivamente.
Como en la electrónica analógica utilizamos diferentes figuras o símbolos para representar los componentes, como lo son: Resistencias, inductancias, condensadores, diodos, etc. En la electrónica digital se utilizan otros símbolos, los de las puertas lógicas, para representar las manipulaciones con los bits.
El término lógico se aplica a los circuitos digitales que se utilizan para implementar funciones lógicas. Existen varios tipos de circuitos lógicos que son los elementos básicos que constituyen los bloques sobre los que se construyen los sistemas digitales más complejos, como por ejemplo una computadora. En la electrónica digital existen tres operaciones lógicas básicas (NOT, AND y OR).
Un circuito que realiza una operación lógica determinada se denomina puerta lógica.
COMPUERTA AND:
La operación AND genera un nivel ALTO sólo cuando todas las entradas están a nivel ALTO, para el caso de dos entradas. Cuando una entrada está a nivel ALTO y la otra entrada está
a nivel ALTO, la salida se pone a nivel ALTO. Cuando cualquiera de las entradas o todas ellas están a nivel BAJO, la salida se pone a nivel BAJO.
Figura 1. Puerta lógica AND
COMPUERTA OR:
Esta compuerta se encuentra en estado activo siempre y cuando una de sus entradas tenga un estado binario activo “1”. Para lograr un estado inactivo “0” a la salida, es necesario que todas sus entradas se encuentren en estado inactivo “0”.
Figura 2. Puerta lógica OR
COMPUERTA NOT:
Para esta compuerta únicamente se cuenta con una entrada y una salida por lo tanto actúa como un inversor. Si la entrada se encuentra en estado activo “1” se tendrá a la salida un estado inactivo “0” y para el caso contrario, si la entrada se encuentra en estado inactivo “0” a la salida estará en estado activo “1”.
Figura 3. Puerta lógica NOT
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