Sistemas Digitales

1.1 Fundamentos de los sistemas digitales.

Denominamos sistema digital a aquél que realiza operaciones mediante dígitos, los cuales usualmente se representan como números binarios. Las principales operaciones son: ingreso, procesamiento, transmisión, almacenamiento y despliegue de datos digitales. Los sistemas análogos representan las variables en forma continua, en el tiempo; los digitales en forma discreta. Los sistemas simbólicos emplean letras o iconos como símbolos no numéricos. Los sistemas análogos están siendo reemplazados por sistemas digitales, para esto las cantidades físicas en forma análoga, por ejemplo: sonidos, imágenes, voltajes, distancias, deben ser convertidas a representaciones digitales mediante técnicas de aproximación, empleando dispositivos de conversión análogo-digitales. Primero se toman muestras, luego se convierten las muestras en números.

Los circuitos electrónicos pueden dividirse en dos amplias categorías: digitales y analógicos. La electrónica digital utiliza magnitudes con valores discretos y la electrónica analógica emplea magnitudes con valores continuos.

El permanente cambio que tiene el estudio de sistemas digitales se debe principalmente a tres factores: la continua evolución de la tecnología digital que en menor tamaño coloca cada vez mayor número de componentes más rápidas; el desarrollo de herramientas de ayuda al diseño digital (CAD) que permiten enfrentar tareas extremadamente complejas; y las nuevas metodologías de desarrollo de software que facilitan el desarrollo de aplicaciones complejas con interfaces visuales, como las herramientas CAD y los lenguajes de descripción de hardware (HDL). Las primeras metodologías de diseño digital, que podríamos denominar clásicas, permiten comprender los principios de funcionamiento de los sistemas digitales básicos, y pueden ser desarrolladas empleando papel y lápiz. Emplean los principios teóricos del álgebra de Boole y algoritmos de minimización. Sin embargo los algoritmos son de tipo no polinomial, y no pueden ser aplicados a situaciones de mediana complejidad (redes con más de 5 entradas), debido a su costo exponencial.

1.2 Señales análogas y digitales.

Análogas.

Son variables eléctricas que evolucionan en el tiempo en forma análoga a alguna variable física. Estas variables pueden presentarse en la forma de una corriente, una tensión o una carga eléctrica. Varían en forma continua entre un límite inferior y un límite superior. Cuando estos límites coinciden con los límites que admite un determinado dispositivo, se dice que la señal está normalizada. La ventaja de trabajar con señales normalizadas es que se aprovecha mejor la relación señal/ruido del dispositivo.

Digitales.

Una señal digital es aquella que presenta una variación discontinua con el tiempo y que sólo puede tomar ciertos valores discretos. Su forma característica es ampliamente conocida: la señal básica es una onda cuadrada (pulsos) y las representaciones se realizan en el dominio del tiempo. Sus parámetros son:

• Altura de pulso (nivel eléctrico)

• Duración (ancho de pulso)

• Frecuencia de repetición (velocidad pulsos por segundo)

Las señales digitales no se producen en el mundo físico como tales, sino que son creadas por el hombre y tiene una técnica particular de tratamiento, y como dijimos anteriormente, la señal básica es una onda cuadrada, cuya representación se realiza necesariamente en el dominio del tiempo. La utilización de señales digitales para transmitir información se puede realizar de varios modos: el primero,

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