Informe Experiencia 1 Laboratorio Sistemas Digitales: Circuitos Lógicos

[pic 1]

Experiencia 1: Circuitos Lógicos

IEE2783: Laboratorio de Sistemas Digitales

I. Introducción.

En esta experiencia se intentó introducirse en el mundo de los circuitos lógicos a través de varias actividades, que culminaron con el diseño e implementación de un circuito digital secuencial simple. Primero, se trabajó con inversores, midiendo el tiempo de retardo en un circuito oscilador de anillo. Luego, se diseñó y construyó un reloj con ciertas características específicas. Finalmente, se diseñó un circuito secuencial para solucionar un problema concreto.

II. Preguntas de guía de laboratorio.

Tabla 1: Valores de referencia para dos familias de IC.

1. ¿Por qué el fan-out de una familia de ICs en su misma familia puede ser distinto al fan-out de la misma familia de ICs en otra familia con la cual son compatibles? ¿Qué es lo que cambia?

R: El fan-out depende de la corriente que puede entregar la salida, y también de la corriente que absorben las entradas (todas las compuertas de carga que se conecten a la salida), por lo tanto el fan-out puede cambiar si cambia la corriente de salida o la suma de las corrientes de las entradas

2. ¿Qué capacitancia máxima puede manejar un inversor de la familia 74HCxxx?         

R: 50pF como máximo.

3. En un IC digital, ¿Qué debe hacer con las salidas que no se usan? ¿Y con las entradas? Explique.

R:Las entradas de CMOS no usadas siempre deben estar conectadas al Vcc o GND. Puesto que el CMOS tiene una impedancia de entrada muy elevada, la salida es inestable si se deja abierta cualquier entrada. Además, una entrada abierta podría aumentar el consumo de corriente debido al solapamiento de corriente o provocar un funcionamiento incorrecto del CI.

Por lo general, el consumo de corriente y los niveles de ruido no se ven afectados por la forma en la que las entradas no usadas se conectan a la Vcc o GND.

Las salidas no usadas  en cambio si se pueden dejar abiertas.

4.Utilizando los instrumentos disponibles en el laboratorio, ¿cómo se puede medir de forma
precisa el retardo de un inversor? Explique.

R: Midiendo el voltaje antes y después del inversor con dos entradas del osciloscopio. Estas se sobreponen y de forma gráfica o con valores (opción dentro del osciloscopio) se puede medir el delta t.

5. ¿Qué es una salida de colector abierto y para qué sirve?

R: Son un tipo de compuertas lógicas cuya salida está externalizada, es decir abierta o sin resistencia en el colector del transistor de salida . Al realizar este tipo de circuito integrado, se deja la posibilidad al usuario de utilizar el valor de resistencia apropiado según sus necesidades y requerimientos de diseño. Se utiliza una resistencia externa llamada resistencia de Pull Up.

Las salidas en colector abierto son útiles para:

• Fijar los valores altos y bajos de tensión según mis necesidades. Además esto permite para el acoplamiento entre compuertas lógicos con niveles altos distintos.
• Garantizar la corriente de salida necesaria para conectar varias compuertas lógicas, a la salida de esta.
• Conexión de varias compuertas con salida en colector abierto a un mismo bus de datos. Al compartir la resistencia externa en el colector se crea una compuerta “wired” es decir que la función lógica entre las compuertas conectadas, se da en el cable.

6. Suponga que para mirar una señal digital de interés en un circuito que usted armó en un protoboard decide conectar un LED directo a la señal 1 . Esta señal, además, va conectada a otro IC digital. Comente cuál es el posible problema que esta acción puede generar, y también diga cómo se debe conectar el LED para evitar este problema.

R: Tal vez si se conecta directo pueda afectar al circuito el valor de la resistencia que aporta el led. La solución puede ser conectar el led en paralelo y a tierra junto a una resistencia alta.

...