Sistemas Electrónicos Industriales II EC2112

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María Dolores Romero Giménez
hace 8 años
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1 Sistemas Electrónicos Industriales II EC2112 Prof. Julio Cruz Departamento de Electrónica Trimestre Enero-Marzo 2009 Sección 2

2 Previamente Fundamentos de los circuitos eléctricos Análisis de redes resistivas Análisis transitorio de redes Análisis de redes AC Potencia AC Semiconductores y diodos Fundamentos de transistores Amplificadores e interruptores Amplificadores operacionales Electrónica de potencia

Potencia AC Semiconductores y diodos Fundamentos de transistores

3 Previamente Electrónica Digital Circuitos lógicos secuenciales Adquisición de señales Digitalización de señales Micro controladores Programación y aplicaciones Principios de electromecánica Motores

4 Agenda Señales Analógicas -> Digitales Representación binaria Compuertas lógicas

5 Representación gráfica de una variable analógica Las señales analógicas son aquellas que tienen valores continuos de amplitud en todo instante de tiempo

6 Señal Analógica Muestreada Una señal analógica de la que solo se toman muestras cada cierto tiempo (regular o periódicamente) y luego se codifica en niveles es una señal digitalizada

7 Señal Digital Una señal digital tiene niveles de amplitud discretos (no continuos) a la entrada y a la salida

8 Sistema Analógico Un sistema analógico recibe la información de la fuente en ese formato y luego la procesa (amplifica) sin alterar su contenido

9 Sistema Digital - Analógico Un sistema de música en formato digital, la información ya está codificada en la fuente. EL CD Player la convierte a formato analógico y luego es amplificada para entregarla a la corneta

10 Representación numérica

11 Niveles Lógicos de las Señales Digitales Las cantidades digitales se representan por el bit, el cual solo puede tomar dos valores posibles: cero y uno (binario) El equivalente en voltios del bit en cero o en uno puede variar dependiendo de la referencia En la lógica TTL, un uno equivale a 5V y un cero a OV pero hay rangos aproximados para el uno V Hmin y para el cero V Lmax

del bit en cero o en uno puede variar dependiendo de la referencia En la lógica TTL, un uno

12 Señales Digitales Las señales digitales pueden tener como referencia de cambio de información los frentes de subida o de bajada de la señal y no los niveles propiamente dichos En algunos casos la referencia de inicio da cambio es el frente de subida (rising edge) en otros es le frente de bajada (falling edge)

niveles propiamente dichos En algunos casos la referencia de inicio da cambio

13 Representación Decimal En la representación decimal de una cantidad, cada dígito tiene un peso especifico en potencias de 10 El dígito menos significativo (LSD) es el que tiene menos peso sobre la cantidad total y el más significativo (MSD), el que tiene mayor peso

El dígito menos significativo (LSD) es el que tiene menos peso

14 Conteo Decimal El conteo decimal se realiza completando secuencialmente, de manera ascendente, desde cero hasta utilizar todos los símbolos; luego se añade un uno para representar la primera decena y se repite el proceso hasta llegar a la primera centena y así sucesivamente

todos los símbolos; luego se añade un uno para representar la

15 Representación Binaria La representación binaria de una cantidad depende del valor posicional de cada bit El bit menos significativo (LSB) es aquel que tiene el menor peso sobre la cantidad. El bit más significativo (MSB) es aquel que tiene el mayor peso sobre la cantidad

(LSB) es aquel que tiene el menor peso sobre la cantidad.

16 Conteo Digital El conteo binario es secuencial, partiendo desde el menos significativo hasta el más significativo El equivalente decimal es el resultado de sumar los pesos aportados por cada bit en uno

más significativo El equivalente decimal es el

17 Ejemplo: Conversión de decimal a binario Convierta el decimal a binario 37 2 = = = = = = = = = = = = = = = = =

101001 2 0.53 = 1.06 1 2 0.06 = 0.12 0 2 0.12 = 0.24 0 2 0.24 = 0.48 0 2 0.48 = 0.

18 Ejemplo: Conversión de binario a decimal Convierta el binario a decimal

19 Operaciones con binarios Suma Multiplicación Resta División

20 Ejercicios Convierta a binarios , , 37.32, Convierta a decimal 1111, , , , 11101, Realice las siguiente operaciones , , , , Cuantos números se pueden representar con una palabra de 12 bits, 13 bits, 35 bits, 64 bits y 128 bits.

operaciones 11001011 + 101111, 10011001 + 1111011, 11101001 + 10011011 10001011 1101111,

21 Sistemas de adquisición de señales Equipo que nos permite tomar señales físicas del entorno y convertirlas en datos que posteriormente podremos procesar y presentar Filtrar Adaptar Cuantificación Codificación Señal Física Transductor Acondiciona miento Convertidor AD Señal Salida Transductor convierte la magnitud física en una señal de salida El acondicionamiento filtra y adapta la señal Eliminar ruido Adaptar el rango de salida para aprovechar el margen dinámico del convertidor Adaptar la impedancia de salida para excitar la entrada del convertidor El convertidor analógico/digital tiene varias funciones Voltaje Corriente Referencia La cuantificación implica la división del rango continuo de entrada La codificación es el paso por el cual la señal digital se ofrece según un determinado código binario

22 Agenda Señales Analógicas -> Digitales Representación binaria Compuertas lógicas

23 Dispositivos Digitales Pueden tener una o más entradas Su función está determinada por la tabla de la verdad

24 Compuertas Digitales Los componentes digitales básicos se denominan COMPUERTAS (gates) Existen tres tipos sirven para construir los otros componentes

25 Compuerta Negadora (NOT) La salida de una compuerta NOT es uno si su entrada están es uno y viceversa Tabla de la verdad y símbolo de la compuerta NOT

26 Compuerta Negadora (NOT) Análisis de las entradas de una compuerta NOT y su salida esperada

27 Compuerta Y (AND) La salida de una compuerta AND es uno solamente si todas sus entradas están en uno Tabla de la verdad y símbolo de la compuerta AND

28 Compuerta Y (AND) Análisis de las entradas de una compuerta OR y su salida esperada

29 Compuerta Y (AND) Análisis grafico de cómo cambia la salida de una compuerta AND cuando varían sus entradas Solo si todas sus entradas tienen un uno, el valor de la salida será uno

30 Compuerta Y (AND) Si la compuerta AND tiene tres entradas, se sigue cumpliendo la tabla de la verdad de forma similar a la de dos entradas

31 Compuerta O (OR) La salida de una compuerta OR es uno si cualquier de sus entradas está en uno Tabla de la verdad y símbolo de la compuerta OR

32 Compuerta O (OR) Análisis de las entradas de una compuerta OR y su salida esperada

33 Compuerta O (OR) Análisis grafico de cómo cambia la salida de una compuerta OR cuando varían sus entradas Basta con que cualquiera de sus entradas tenga un uno para que el valor de la salida sea uno

34 Compuerta O (OR) Si la compuerta OR tiene tres entradas, se sigue cumpliendo la tabla de la verdad de forma similar a la de dos entradas

35 Compuerta O (OR) Ejemplo de cómo se puede utilizar una compuerta OR como un sistema de alarma para detectar si la presión o la temperatura de un determinado proceso está por encima de una referencia (set point)

36 Compuerta O (OR) Ejemplo de cómo se puede utilizar una compuerta OR como un sistema de alarma para detectar si alguna puerta o ventana es abierta

37 Otras compuertas

38 Compuerta NOR Es la versión negada de la compuerta OR La salida es un uno cuando ambas entradas tienen un cero

39 Compuerta NOR Análisis grafico de cómo cambia la salida de una compuerta NOR cuando varían sus entradas La salida es un uno si las entradas tienen un cero

40 Compuerta NAND Es la versión negada de la compuerta AND La salida es un uno cuando alguna de las entradas tiene un cero

41 Compuerta NAND Análisis grafico de cómo cambia la salida de una compuerta NAND cuando varían sus entradas La salida es un uno si alguna de las entradas tienen un uno pero no ambas

42 Compuerta O exclusiva (XOR) La salida de la compuerta XOR solo es un uno cuando una de sus entradas es un uno pero no ambas

43 Compuerta O exclusiva (XOR) Análisis grafico de cómo cambia la salida de una compuerta XOR cuando varían sus entradas La salida solo es un uno si las entradas son distintas

44 Compuerta XNOR Es la versión negada de la compuerta XOR La salida es alta cuando ambas entradas son iguales

45 Ejercicios Usando una tabla de la verdad demuestre que..

46 Resumen Mundo analógico al digital Variables del mundo digital (bits) Representación binaria Implementación del mundo digital usando compuertas Ejercicios

47 Ejercicios Clase 2 Convierta a binarios , , 37.32, Convierta a decimal 1111, , , , 11101, Realice las siguiente operaciones , , , , Cuantos números se pueden representar con una palabra de 12 bits, 13 bits, 35 bits, 64 bits y 128 bits. Usando una tabla de la verdad demuestre que..

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