Jorge López Balderas

172773-7

Universidad Iberoamericana

Lab. de Diseño de Sistemas Digitales

Análisis y Experimentación con Compuertas Básicas

Objetivo

Reconocer las limitaciones prácticas que tienen las compuertas básicas con respecto a retrasos y

niveles de voltaje y potencia.

Introducción

Simbología de las compuertas lógicas.

FAN IN: Es el número de entradas que puede tener una compuerta lógica.

FAN OUT: Es el número máximo de entradas que una salida de una compuerta lógica puede

alimentar.

Nivel de Voltaje de “cero” lógico: de 0 a 0.8 volts se considera cero lógico.

Nivel de Voltaje de “uno” lógico: de 2.8 a 5 volts se considera uno lógico.

RETARDOS DE LO PROPAGACIÓN

Una señal lógica siempre experimenta un retraso al recorrer el circuito. Los dos tiempos de retraso

de propagación se definen como sigue:

* tiempo de retraso al pasar del estrado lógico 0 al 1 lógico (de BAJO a ALTO)

* tiempo de retraso al pasar del estrado lógico 1 al 0 lógico (de ALTO a BAJO)

Osciloscopio:

Trigger: El trigger es una herramienta en el osciloscopio que decide a partir de cuando empezar a

mostrar la señal en osciloscopios analógicos; en osciloscopio digitales muestra el momento 0 en el

que se registra la señal. Osea que establece las condiciones que se deben cumplir para que la señal

aparezca en pantalla.

El trigger como herramienta es un comparador entre la señal de entrada en alguno de los canales

del osciloscopio y el nivel que muestre el trigger en pantalla ajustable con una perrilla por el

usuario.

Autoscale: El autoscale sirve para optimizar la imagen en el osciloscopio sin tener que realizar los

ajustes manualmente. Como su nombre lo indica es automático.

Cursors: Esta es una tecla muy útil porque nos abre este menú:

En este caso al pulsar uno de los botones y mover el botón que se encuentra debajo de la tecla

Cursors denominado Delayed puedes variar la posición del cursor y tomar distintos valores en la

gráfica.

La señal más pequeña que se puede medir es de 20mv y la señal más grande que se puede medir

es de 800V.

Generador de funciones:

Esta tabla muestra el rango de

voltajes con las diferentes

impedancias en el generador

de funciones.

Sweep: El barrido sirve para generar una señal con determinada amplitud pero que cambie en un

rango de frecuencias establecido por el usuario en un determinado tiempo también establecido

por el usuario.

Resultados Parte Práctica

Parte 1: Analizar el rango en el que la entrada se convierte en un cero lógico o en un uno lógico

La salida se convierte en cero lógico cuando la entrada esta entre 1 y 5 volts.

La salida se convierte en uno lógico cuando la entrada esta entre 0 y 1 volts.

Parte 2: Observar la intensidad con la que prende el led variando la resistencia Rx

100 Ω - El led prende con una intensidad de luz muy buena.

1 KΩ - El led prende, la intensidad de la luz en menor que con la resistencia de 100 ?.

100 KΩ - El led no prende.

Parte 3: Medir el voltaje de salida cuando variamos la resistencia.

100 Ω - 174mV

1 KΩ - 174mV

100 KΩ - 174mV

En los tres casos el led se encuentra apagado.

Parte 4: Observar el retraso que existe al conectar 12 compuertas.

Al conectar cada compuerta lógica existe un retraso entre la señal de entrada y la señal de salida.

Este retraso es muy pequeño y se encuentra en el rango de los nano segundos.

Al comparar la señal de entrada con la de salida se observa la misma señal pero como el desfase

ocurre en el rango de los nano segundos, en el osciloscopio se tiene que incrementar el tiempo y

así se podrá observar el desfase. Una vez que se observaron las dos señalas desfasadas

ligeramente utilizando cursores se pudo obtener el valor real de desfase y es de 94 ns.

94 ns es el tiempo de retraso lo que nos dice que cada compuerta lógica retrasa la señal 7.83 ns.

Conclusión

En esta práctica pudimos observar y comprender como se comportan las compuertas lógicas.

Analizamos los datos obtenidos en los ejercicios y sabemos los rangos y limitaciones en las que

operan las compuertas lógicas.

Vimos las características de las compuertas lógicas como el retraso que existe cada vés que se

conecta una compuerta lógica y como va incrementando entre más compuertas estén conectadas.

Se investigaron los conceptos teóricos previamente y se lograron mejores resultados en la parte

práctica. Esta toco varios ejemplos del uso de compuertas lógicas que fueron entendidos para que

más adelante puedan ser aplicados estos conocimientos y funcionen correctamente y se nos haga

más fácil implementar este tipo de configuraciones en nuestros diseños de sistemas digitales.

También se hizo una investigación acerca el equipo de laboratorio como el osciloscopio y el

generador de funciones, el cual usaremos a lo largo del semestre, con esto podemos hacer un

mejor uso y aplicarlo correctamente a los ejercicios que se realicen en el laboratorio.

Esta parte nos aclaró dudas acerca del equipo y conocer cómo funcionan estos aparatos nos

ayudara mucho en nuestra carrera.

Referencias:

Trigger system, 17 de enero de 2011 Disponible en: http://www.edaboard.com/thread25272.html

Compuertas Lógicas, 17 de enero de 2011 Disponible en:

http://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080825174441AAs9ZE9

Compuertas Digitales, 17 de enero de 2011 Disponible en:

http://www.forosdeelectronica.com/tutoriales/compuertas-digitales.htm

Oscar C Ortega G

Digitales

Práctica 1

Simbología compuertas lógicas

Puerta AND

Puerta OR

Puerta NO (NOT)

TTL es la sigla en inglés de transistor-transistor logic, es decir, "lógica transistor a transistor". Es una familia lógica o lo que es lo mismo, una tecnología de construcción de circuitos electrónicos digitales. En los componentes fabricados con tecnología TTL los elementos de entrada y salida del dispositivo son transistores bipolares

FanOut es el número máximo de compuertas que pueden conectarse a la salida de uan compuerta

Fan in es el número de entradas del electrónico puerta de la lógica

Niveles de voltaje

BAJO(0) 0V-0.8V

Alto(1) 2V-5V

Práctica

Parte 1

En un ttl 7404 el voltaje de entrada que se necesita para ver

1 Lógico de 0 a .9v

0 Lógico de 1.7 a 5V

Parte 2

Variando la resistencia de entrada de la compuerta not

100Ω Prende el led

1k Ω Prende con un poco menos de intensidad

100 Ω k No prende el led

Parte 3

Checar el voltaje de salida de la compuerta variando las resistencias

100Ω 180mV

1k Ω 180mV

100k Ω 180 mV

Parte 4

Medir el tiempo de retraso después de 12 compuertas lógicas: 92ns