Electrónica Digital. Ejercicios

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "Electrónica Digital. Ejercicios"

Juan Carlos Ferreyra Barbero
hace 8 años
Vistas:

1 Electrónica Digital Ejercicios Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control Curso

2 Ejercicio 1 a) La puerta lógica de la figura es un inversor cuya característica de transferencia idealizada se muestra. Vsal 4V Vin Vsal 0,5V 2,5V Vin Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control Curso

3 Ejercicio 1 Dibuje la tensión de salida para la siguiente tensión de entrada: Vin (V) t Vsal (V) t Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control Curso

4 Ejercicio 1 (solución) Dibuje la tensión de salida para la siguiente tensión de entrada: Vin (V) t Vsal (V) t Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control Curso

Vin (V) 4 3 2 1 t Vsal (V) 4 3 2 1 t Dpto.

5 Ejercicio 1 b) La puerta lógica de la figura es un inversor Schmitt Trigger cuya característica de transferencia idealizada se muestra: Vsal 4V Vin Vsal 0,5V 1,5V 2,5V Vin Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control Curso

transferencia idealizada se muestra: Vsal 4V Vin Vsal 0,5V

6 Ejercicio 1 Dibuje la tensión de salida para la siguiente tensión de entrada: Vin (V) t Vsal (V) Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control Curso t

7 Ejercicio 1 (solución) Dibuje la tensión de salida para la siguiente tensión de entrada: Vin (V) t Vsal (V) Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control Curso t

Vin (V) 4 3 2 1 t Vsal (V) 4 3 2 1 Dpto.

8 Ejercicio 2 La información que proporciona el fabricante del CI 74ALS541 se muestra a continuación. Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control Curso

9 Ejercicio 2 a) Analice el diagrama lógico del CI 74ALS541 y complete la tabla de verdad adjunta. OE1 OE2 A1 0 1 X 1 0 X 1 1 X Y1 Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control Curso

OE1 OE2 A1 0 1 X 1 0 X 1 1 X 0 0 0 0 0 1 Y1 Dpto.

10 Ejercicio 2 (solución) a) Analice el diagrama lógico del CI 74ALS541 y complete la tabla de verdad adjunta. OE1 OE2 A1 Y1 0 1 X Z 1 0 X Z 1 1 X Z Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control Curso

OE1 OE2 A1 Y1 0 1 X Z 1 0 X Z 1 1 X Z 0 0 0 0 0 0 1 1

11 Ejercicio 2 b) Consultando la información que proporciona el fabricante obtenga los siguientes parámetros: Valor máximo de V OLmax : Valor de I OHmax para el cual está garantizado V OHmin : Margen de ruido: Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control Curso

OLmax : Valor de I OHmax para el cual está garantizado V OHmin :

12 Ejercicio 2 (solución) b) Consultando la información que proporciona el fabricante obtenga los siguientes parámetros: Valor máximo de V OLmax : V OLmax = 0.4 I OL = 12 ma, 0,5 I OL = 24 ma Valor de I OHmax para el cual está garantizado V OHmin : I OHmax = -15 ma Margen de ruido: MR1 = V OHmin -V IHmin = = 0.4 V MR0 = V ILmax -V OLmax = = 0.3 V Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control Curso

4 V @ I OL = 12 ma, 0,5 V @ I OL = 24 ma Valor de I OHmax para el cual está garantizado V OHmin : I OHmax =

13 Ejercicio 3 El chip 74LS01 contiene cuatro puertas NAND de colector abierto. Supuesto que se alimenta con V CC = 5V: a) Si su característica I OL =f(v OL ) es como la de la figura, calcule la resistencia de limitación necesaria para que una puerta active un LED con una corriente de 7 ma. El diodo tiene una tensión umbral, Vγ = 2 V. I OL 20 ma 5 V V OL Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control Curso

calcule la resistencia de limitación necesaria para que una puerta active un LED con una corriente de 7

14 Ejercicio 3 (solución) a) Si su característica I OL =f(v OL ) es como la de la figura, calcule la resistencia de limitación necesaria para que una puerta active un LED con una corriente de 7 ma. El diodo tiene una tensión umbral, Vγ = 2 V. I OL 20 ma V CC -V OL = R I OL + Vγ = R 7 ma = 7 10 R = Ω 5 V V OL Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control Curso

El diodo tiene una tensión umbral, Vγ = 2 V. I OL 20 ma V CC -V OL = R I OL + Vγ 5-0.

15 Ejercicio 3 b) Suponga ahora que no dispone de la curva anterior. Calcule la resistencia de limitación necesaria para que una puerta active el LED con una corriente garantizada de 7 ma mientras mantiene el nivel bajo de tensión a su salida. Utilice la hoja de datos al final del ejercicio. c) En el montaje del apartado anterior cuántas puertas LSTTL podrán conectarse a la salida de la puerta colector abierto? Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control Curso

mientras mantiene el nivel bajo de tensión a su salida. Utilice la hoja de datos al final del ejercicio.

16 Ejercicio 3 (solución) b) Suponga ahora que no dispone de la curva anterior. Calcule la resistencia de limitación necesaria para que una puerta active el LED con una corriente garantizada de 7 ma mientras mantiene el nivel bajo de tensión a su salida. Utilice la hoja de datos al final del ejercicio. V OLMAX = 0.5 V 2.5 = 7 10 R = Ω c) En el montaje del apartado anterior cuántas puertas LSTTL podrán conectarse a la salida de la puerta colector abierto? I OLMAX = 8 ma, I OLLED = 7 ma, I ILMAX = -0.4 ma Nº puertas LSTTL = Parte entera de [(8-7)/ 0.4] = 2 puertas Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control Curso

tensión a su salida. Utilice la hoja de datos al final del ejercicio. V OLMAX = 0.5 V 2.

17 Ejercicio 3 d) Si con las cuatro salidas interconectadas se activa el LED del apartado anterior, calcule la resistencia de limitación necesaria para que circule por el diodo una corriente de al menos 8 ma manteniendo el nivel bajo de tensión en la salida. Indique qué función lógica se realiza con la citada conexión. Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control Curso

corriente de al menos 8 ma manteniendo el nivel bajo de tensión en la salida.

18 Ejercicio 3 (solución) d) Si con las cuatro salidas interconectadas se activa el LED del apartado anterior, calcule la resistencia de limitación necesaria para que circule por el diodo una corriente de al menos 8 ma manteniendo el nivel bajo de tensión en la salida. Indique qué función lógica se realiza con la citada conexión. A B C D E F G H V CC R R min = V ccmax I OLmax V OLmax MI R min = = 8 ILmax F = AB CD EF GH V γ 312.5Ω Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control Curso

tensión en la salida. Indique qué función lógica se realiza con la citada conexión.

19 Ejercicio 3 Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control Curso

20 Ejercicio 4 En la tabla anexa se exponen los niveles lógicos y las corrientes de las familias lógicas 74LSXX y 74HCXX. 74LSXX 74HCXX V IHmin 2 V 3,15 V V ILmáx 0,8 V 0,9 V V OHmin 2,7 V 4,4 V V OLmáx 0,4 V 0,1 V I IHmáx 20 µa 1 µa I ILmáx -0,4 ma -1 µa I OHmáx -400 µa -20 µa I OLmáx 8 ma 20 µa Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control Curso

74LSXX 74HCXX V IHmin 2 V 3,15 V V ILmáx 0,8 V 0,9 V V OHmin 2,7 V 4,4 V V OLmáx 0,4 V

21 Ejercicio 4 a) Calcule el margen de ruido estático en las familias LSTTL y HCMOS Qué familia tecnológica elegiría si el circuito va a trabajar en ambiente ruidoso? Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control Curso

22 Ejercicio 4 (solución) a) Calcule el margen de ruido estático en las familias LSTTL y HCMOS Qué familia tecnológica elegiría si el circuito va a trabajar en ambiente ruidoso? LS MR1 = V OHMIN V IHMIN = = 0.7 V MR0 = V ILMAX V OLMAX = = 0.4 V HC MR1 = V OHMIN V IHMIN = = 1.25 V MR0 = V ILMAX V OLMAX = = 0.8 V Se elegiría la familia HCMOS por ser la que mayor margen de ruido tiene (0.8 V) Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control Curso

23 Ejercicio 4 b) Calcule el Fan-out de ambas familias teniendo en cuenta los niveles lógicos y corrientes de la Tabla. c) Cuántas unidades de carga LSTTL pueden conectarse a una salida HCMOS, sabiendo que esta familia puede entregar hasta una I OHmáx = -4 ma manteniendo V OH 4 V y una I OLmáx = 4 ma con V OL 0,4 V? Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control Curso

24 Ejercicio 4 (solución) b) Calcule el Fan-out de ambas familias teniendo en cuenta los niveles lógicos y corrientes de la Tabla. LS 400µA FAN - OUT1= = 20 puertas 20 µa 8mA FAN - OUT0 = = 20 puertas 0.4mA HC 20 µa FAN - OUT1= = 20 puertas 1 µa 20µA FAN - OUT0 = = 20 puertas 1µA c) Cuántas unidades de carga LSTTL pueden conectarse a una salida HCMOS, sabiendo que esta familia puede entregar hasta una I OHmáx = -4 ma manteniendo V OH 4 V y una I OLmáx = 4 ma con V OL 0,4 V? 4mA 4mA U.C. 1= = 200 puertas U.C. 0 = = 10 puertas 20µA 0.4mA 10 Unidades de carga Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control Curso

25 Ejercicio 5 Se necesita excitar un relé con una resistencia del núcleo de 100 Ω utilizando una puerta TTL, con V OLmáx = 0,4 V, y un transistor, según el circuito de la figura. V cc = 5V V IL I OL R V OL Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control Curso

26 Ejercicio 5 Calcule el valor máximo de R necesario sabiendo que el transistor trabaja en saturación y tiene como parámetros β min = 50, V CEsat = -0.2 V y V EB = 0.6 V. Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control Curso

27 Ejercicio 5 (solución) Calcule el valor máximo de R necesario sabiendo que el transistor trabaja en saturación y tiene como parámetros β min = 50, V CEsat = -0.2 V y V EB = 0.6 V. V cc = 5V V IL I OL V EBsat = 0.6 V R V ECsat = 0.2 V V C = V = 4.8 V 4.8 I C = = mA I C = β I B 48mA I B = = 96µA 50 R = V B - V I B V OL OLMAX R = = 96µ 41K6Ω V C Dpto. de Sistemas Electrónicos y de Control Curso

Documentos relacionados

Práctica 5. Circuitos digitales: control del nivel de un depósito

Práctica 5. Circuitos digitales: control del nivel de un depósito 1. Objetivos Conocer el funcionamiento de sistemas de control digital. Conocer el funcionamiento y la utilidad de los circuitos integrados