Niveles Lógicos Determinación del rango de voltajes para el 1 lógico y el 0 lógico.

Universidad Tecnológica de Panamá

Laboratorio #2

“Niveles Lógicos”

Objetivo

• Determinación del rango de voltajes para el 1 lógico y el 0 lógico.

Procedimiento y resultados:

1. Se armaron los circuitos de la figura N°1 y figura N°2 (con el interruptor conectado a tierra y a la fuente, respectivamente), utilizando CD-40106, los valores del resistor y el capacitor debieron ser apropiados para que la constante de carga del capacitor sea lo suficientemente lenta para poder leer el valor con el multímetro.

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Figura N°1: circuito con el interruptor conectado a tierra

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Figura N°2: circuito con el interruptor conectado a la fuente

1. Se cerró el interruptor (conectando a V1) y se observó el multímetro y el LED, cuando el LED se encendió es porque la compuerta ha detectado un “1” lógico en la entrada, este es el valor de mínimo “1” lógico, el máximo “1” es VCC (10 V), dando como resultado (ver tabla N°1):

Tabla #1: repeticiones de las medidas para obtener un promedio

1. Permitimos que el capacitor se cargara a su máximo valor, se abrió el interruptor (conectándolo a tierra) y observamos el valor de voltaje en el multímetro y el LED, cuando el LED se apaga es porque la compuerta ha detectado un “0” lógico en la entrada.  Este es el valor de máximo “0” lógico, el mínimo “0” lógico es 0 V, dando como resultado (ver tabla N°2):  

Tabla #2: repeticiones de las medidas para obtener un promedio

1. Según sus observaciones, discuta con su grupo de trabajo, Cómo se comporta la compuerta cuando en su entrada hay un valor de voltaje que no está dentro del rango de voltajes del “0” lógico y “1” lógico.

Cuando el voltaje en la compuerta NOT es diferente del rango de voltajes del “0” lógico y “1” lógico, lo que hace es cambiar de tener un “0” en su entrada a un “1” en su salida; considerándose así, una compuerta inversora. Para poder comprobarlo,  pondremos un multímetro entre las terminales de las dos compuertas, uno para medir la corriente que pasa por la rama y otro en el LED para verificar cuánto voltaje necesita para encenderse. La prueba la haremos tanto para cuando el capacitor está descargado (ver figura N°3 y figura N°4), cuando inicia a cargarse (ver figura N°5, figura N°6 y figura N°7), cuando está cargado completamente (ver figura N°8 y figura N°9) y cuando está pasando por el proceso de descarga (ver figura N°10, figura N°11 y figura N°12).

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Figura N°3: circuito utilizado para el análisis del comportamiento de la compuerta cuando con el capacitor descargado

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Figura N°4: resultados de corriente y voltaje

En la figura N°4 se pueden apreciar los resultados de la corriente y voltaje debido al que el capacitor no está cargado, por ende, la corriente y el voltaje serán igual a cero.    

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Figura N°5: circuito utilizado para el análisis del comportamiento de la compuerta cuando el capacitor comienza a cargarse

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Figura N°6: resultados de corriente y voltaje

En la figura N°5 se pueden observar los resultados de la conexión de la fuente de voltaje. Al conectar la fuente, habrá un voltaje y el capacitor comenzará a cargarse.

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Figura N°7: resultados de corriente y voltaje

En la figura N°7 se pueden observar los resultados de la aproximación del primer multímetro. A medida que su valor se aproxima al valor de voltaje que enciende el LED , en el tercer multímetro hay un cambio de voltaje con respecto al voltaje que aparece en la figura anterior, haciéndo ver que la compuerta actúa como un inversor.

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Figura N° 8: circuito utilizado para el análisis del comportamiento de la compuerta cuando el capacitor está totalmente cargado

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Figura N°9: resultados de corriente y voltaje

En la figura N°9 se pueden apreciar los resultados de corriente y voltaje cuando el capacitor está cargado completamente. En este estado, el tercer multímetro muestra cómo el voltaje aún sigue siendo negativo, pero más pequeño en magnitud, en comparación con el de la figura N°6.

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Figura N°10: circuito utilizado para el análisis del comportamiento de la compuerta cuando el capacitor está descargándose

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