Electronica Digital

REPRESENTACIONES NUMÉRICAS

En la ciencia, la tecnología, la administración y muchos otros campos de la actividad humana, constantemente se manejan cantidades. Existen básicamente dos maneras de representar el valor numérico de las cantidades: la analógica y la digital.

Representaciones analógicas. En la representación analógica, una cantidad se representa con un voltaje, corriente o movimiento de un indicador o medidor que es proporcional al valor de esa cantidad. Un ejemplo de esto es el velocímetro de un automóvil , en el cuál la deflexión de la aguja es proporcional a la velocidad a la que se desplaza el auto. La posición angular de la aguja representa el valor de la velocidad del automóvil, y la aguja sigue cualquier cambio que ocurra conforme el vehículo acelera o frena.

Otro ejemplo es el micrófono de audio. En este dispositivo se genera un voltaje de salida en proporción con la amplitud de las ondas sonoras que chocan con el micrófono. Las variaciones en el voltaje de salida siguen las mismas variaciones del sonido de entrada.

Las cantidades analógicas tienen una característica importante: pueden variar gradualmente sobre un intervalo continuo de valores. LA velocidad del automóvil puede tener un valor entre cero y, digamos, 100 km/hr. En forma análoga, la salida del micrófono podría encontrarse en cualquier nivel dentro de un intervalo de cero a 10mV (por ejemplo: 1mV, 2.3724 mV, 9.9999mV).

Representaciones digitales. En la representación digital las cantidades no se representan por valores proporcionales, sino por símbolos denominados dígitos.

Como ejemplo tenemos el reloj (o cronómetro) digital, el cuál da la hora del día en forma de dígitos decimales que representan horas o minutos ( y algunas veces segundos). Como sabemos, la hora varia de manera continua, pero la lectura del cronómetro digital no cambia continuamente: más bien, más bien los hace en etapas de uno por minuto (o por segundo). En otras palabras, esta representación digital de la hora varía en etapas discretas, comparada con la representación analógica de la hora que da un reloj de pulso, donde la lectura cuadrante varía de modo continuo.

La diferencia principal entre las cantidades analógicas y las digitales se puede enunciar en forma simple de la siguiente manera:

Analógico = continuo

Digital = discreto(paso por paso)

Debido a la naturaleza discreta de las representaciones digitales, no existe ambigüedad cuando se lee el valor de una cantidad digital, mientras que el valor de una cantidad analógica con frecuencia esta abierta a interpretación.

SISTEMAS DIGITALES Y ANALÓGICOS

Un sistema digital es una combinación de dispositivos diseñado para manipular cantidades físicas o información que estén representadas en forma digital; es decir, que sólo puedan tomar valores discretos. La mayoría de las veces estros dispositivos son electrónicos, pero también pueden ser mecánicos, magnéticos o neumáticos . Algunos de los sistemas digitales más conocidos incluyen las computadoras y las calculadoras digitales, equipo digital de audio y video y el sistema telefónico, el sistema digital, más grande del mundo.

Un sistema analógico contiene dispositivos que manipulan cantidades físicas representadas en forma analógica. En un sistema de este tipo, las cantidades varían sobre un intervalo continuo de valores. Por ejemplo, en un receptor de radio la amplitud de la señal de salida para una bocina puede tener cualquier valor entre cero y su límite máximo. Otros sistemas analógicos comunes son amplificadores de audio, equipos de cinta magnética para grabación y reproducción y el odómetro (cuenta kilómetros ) de los automóviles.

SISTEMAS DE NÚMEROS DIGITALES

En la tecnología digital se utilizan muchos sistemas de números. Los más comunes son los sistemas decimal, binario, octal y hexadecimal. El sistema decimal es sin duda el más conocido por nosotros, ya que es una herramienta de uso cotidiano.

SISTEMA DECIMAL. El sistema decimal se compone de 10 numerales o símbolos: 0,1,2,3,4,5,6,7,8 y 9; al utilizar estos símbolos como dígitos podemos expresar cualquier cantidad. El sistema decimal también conocido como sistema de base 10, evolucionó en forma natural a partir del hecho de que el ser humano tiene 10 dedos. Incluso, la palabra “dígito” significa “dedo” en latín.

El sistema decimal es un sistema de valor posicional en el cual el valor de un dígito depende de su posición.

SISTEMA BINARIO. Casi todos los sistemas digitales utilizan el sistema numérico binario (base 2), debido a que es más fácil diseñar circuitos electrónicos sencillos y precisos que operen con sólo dos niveles de voltaje.

En el sistema binario sólo hay dos símbolos o posibles valores de dígitos, 0 y 1. No obstante, este sistema de base 2 se puede utilizar para representar cualquier cantidad que se denote en sistema decimal o cualquier otro sistema numérico.

En este sistema, el término dígito binario se abrevia a menudo como bit. En la representación el bit más significativo (MSB) es aquel que se ubica más a la izquierda del punto binario, que representan la parte fraccionaria. El bit menos significativo (LSB)es aquel que está más a la derecha y que tiene menor valor.

REPRESENTACIÓN DE CANTIDADES BINARIAS

En los sistemas digitales la información que se esta procesando por lo general se presenta en forma binaria. Las cantidades binarias pueden representarse por medio de cualquier dispositivo que solamente tenga dos estados de operación o posibles condiciones. Por ejemplo, un interruptor sólo tiene dos estados: abierto o cerrado. Arbitrariamente, podemos hacer que un interruptor abierto represente el cero binario y que uno cerrado represente el 1 binario. Otros dispositivos pueden operar en dos condiciones, el foco puede estar encendido o apagado, el diodo, activado o desactivado, el relevador, energizado o desenergizado; y muchos otros.

Uso de interruptores

Otra diferencia entre los sistemas digitales y los analógicos es que en los sistemas digitales, el valor exacto de un voltaje no es importante; por ejemplo, un voltaje de 3.6 V es igual que uno de 4.3 V. En los sistemas analógicos, el valor exacto de un voltaje si es importante.

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