Tiempo de retardo

INFORME DE LABORATORIO #03
TIEMPO DE RETARDO
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
ELECTRÓNICA AVANZADA − LABORATORIO
BOGOTÁ
2005
INTRODUCCIÓN
Este informe invita al lector a conocer de una manera concisa el manejo de las compuertas lógicas como una
poderosa herramienta, en el uso electrónico.
Brevemente conoceremos que pasos seguimos estrictamente en la práctica desde que se entró en la sala del
laboratorio, hasta el momento en el que se finalizo la práctica.
De una manera secuencial veremos paso a paso como manipulamos los artefactos, con ayuda de ilustraciones.
Así se podrá entender de una manera concisa, al tener una ilustración de cada cosa que acontece para tratar de
remediar la ausencia de masa al detallar por medio de la descripción en la redacción de este trabajo.
Por ultimo queda nuestra expectativa hacia el lector de que al mediante la lectura, reciba con agrado lo que
hemos plasmado en este informe de laboratorio; como la comprensión sea oportuna en cada línea que
cuidadosamente hemos redactado.
OBJETIVOS
• Describir los retardos que en la señal que describen cada una de las compuertas lógicas.
• Analizar los resultados experimentales.
• Formar una capacidad de análisis critica, para interpretar de una manera optima los resultados obtenidos, de
una forma lógica como analítica.
MARCO TEÓRICO
CIRCUITOS INHIBIDOS
Cada una de las compuertas lógicas básicas se puede utilizar para controlar el paso de una señal lógica de
entrada hacia la salida. Esto se representa en la figura mostrada a continuación, donde una señal lógica A, se
aplica a una entrada de cada compuerta lógica básica. La otra entrada de cada compuerta es la entrada de
control, B. El nivel lógico en este control determinará si se permite que la señal de entrada llegue a la salida o
si se inhibe esta operación. Esta acción de control es la razón por la cual a estos circuitos se les llama
compuertas.
1
En la figura podemos observar que cuando se activan las compuertas que no son de inversión (AND, OR), la
salida seguirá exactamente la señal A. A la inversa, cuando se activan las compuertas de inversión (NAND,
NOR), la salida será la inversa exacta de la señal A.
Se puede notar también que las compuertas AND y NOR producen una salida BAJA constante cuando están
en la condición inhibida. A la inversa, las compuertas NAND y OR producen una salida ALTA constante en
la condición inhibida.
Habrá muchas situaciones en el diseño de circuitos digitales donde el paso de una señal lógica será activada o
inhibida, según las condiciones presentes en una o más entradas de control.
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)
Para esto se mide entre los puntos de 50% en las transiciones de entrada y de salida. En términos generales y
no son el mismo valor y ambos varían según las condiciones de carga. Los valores de los tiempos de
propagación se utilizan como una medida de la velocidad relativa de los circuitos lógicos. Por ejemplo, un
circuito lógico con valores de 10 ns es un circuito lógico más rápido que uno con valores de 20 ns en
2
condiciones especificadas de carga.
MATERIALES
2 Circuitos integrados 7400 − NAND.
2 Circuitos integrados 7402 − NOR.
Resistencias de 270.
1 Multímetro.
1 Protoboard.
2 Sondas para osciloscopio.
1 Cable de red.
2 Cables de fuente caimán.
3 Cables de poder.
PROCEDIMIENTO
El desarrollo de esta práctica consistió en elaborar diversos montajes para los cuales se iban a ver en el
osciloscopio en un canal la entrada de una señal cuadrada y en el segundo canal la salida de una salida x de
una o un montaje de compuertas lógicas.
Para el primer montaje se utilizó una puerta NAND, a la cual en su entrada A, se le colocó una señal AC de
forma cuadrada, mientras en su entrada B, se le colocó una señal DC de 5V. A esta señal B se le interrumpió
la señal por intervalos para ver que sucedía al ser esta señal 0 ó 1. Las sondas fueron colocadas de tal manera
que se pudiera ver una en la entrada cuadrada para ver la señal original y otra a la salida X para ver cual era su
resultado. En las gráficas hicimos intervalos de 1 segundo en la señal B, un segundo con 1 y otro con 0.
Para este primer montaje podemos ver que la señal original esta trazada con rojo y la de salida esta trazada de
color azul. Para esta se puede ver que cuando está en 1 la señal de entrada en esta compuerta presenta un
pequeño retraso, y la señal esta invertida a comparación de la entrada, en esta imagen se ve que la línea roja
presenta dos puntos en la parte superior, cuando marca 1, y tres puntos cuando marca 0; En el caso de la línea
azul pasa lo contrario, se nota un corrimiento y marca tres puntos cuando marca 1 y dos puntos cuando marca
0. Cuando está en 0, (después de 1seg) la señal azul es constante se mantiene por los 5V, no varía.
Para el segundo montaje realizamos esencialmente lo mismo para el proceso del montaje anterior. Pero esta
vez utilizamos la compuerta NOR. En la gráfica que nos muestra el osciloscopio, vemos que la señal B
arranca en 1, y la salida se mantiene en 0. Pero cuando pasa un segundo y el interruptor hace que B cambie a
0, la señal de salida sufre un retardo y pasa lo mismo que sucedía con la compuerta anterior; la señal original
posee dos puntos en la parte superior y tres en la inferior. Mientras que la señal de salida retardada, se
presenta invertida con tres puntos arriba, y dos abajo.
3
Para el tercer montaje vemos la comparación de la compuerta NAND y NOR; las dos con su misma entrada
rectangular AC en A; y en B una de DC de 5V constante, la cual se interrumpe y reconecta cada segundo. Para
este caso cada sonda se vizualiza en diferentes graficas, y se puede ver de que mientras está en 1, la compuerta
NAND, su salida se comporta como su entrada A, y la compuerta NOR se cpmporta como ; mientras cuando
el interruptor cambia de posición; Se intercambia el proceso, la compuerta NAND su salida se comporta como
1 y la NOR como A.
Para el cuarto montaje, examinamos la compuerta NAND con una entrada cuadrada para sus dos entradas A y
B. En la representación gráfica vemos que la señal de salida es la misma, pero al salir padece de un retraso, y
está invertida.
Para el quinto montaje examinamos el mismo montaje aplicado a la compuerta NOR y su comportamiento
básicamente es el mismo.
El sexto montaje es una entrada de forma cuadrada, para una serie de cuatro compuertas NAND y NOR las
cuales sus entradas son las mismas y están colocadas una tras otra. Estos dos montajes cumplen la misma
propiedad de que cada trazado de entrada esta sobrepuesto sobre el de salida, esto quiere decir que son Iguales
NAND
NOR
CONCLUSIONES
Al colocar en las compuertas lógicas una señal cuadrada y una constante, esta presentará un desfase de la
onda, con un corrimiento de 50% y su trazado es un reflejo de la imagen de entrada, es decir que esta
invertida.
La compuerta NAND presenta un comportamiento inverso al de la compuerta NOR, es decir mientras su
entrada B, presenta señal la otra no.
Cuando se colocan una serie de cuatro compuertas iguales una tras otra con sus entradas siendo la misma
salida de la anterior ese retardo se pierde y se tiene la misma señal.
4