MODULACIÓN AMDSB CON CD4066

Comprobar el funcionamiento de un modulador síncrono AMDSB, que utiliza el circuito integrado 4066.

Conclusiones modulador sincrono AMDSB

Mediante el trabajo experimental se pudo observar los siguientes aspectos:

- Se pudo comprobar el funcionamiento de nuestro modulador sincrono AMDSB
- Se pudo observar la amplificación de dicha señal que solamente es la unión de la señal de onda de información o datos con otra con mayor frecuencia portadora
- En nuestro trabajo experimental se pudo observar distorsiones en la salida de nuestro modulador esto se debe a la bobina de inductancia ya que este produce ruido.
- También se pudo observar el trabajo del diodo que solamente trabaja como un interruptor sincrono
- Es importante referirnos a la modulación ya que esto es muy importante ya que sin esta modulación no podríamos transportar la información a una gran distancia es decir sin la modulación y la demodulación no podríamos comunicarnos.

Procedimiento experimental

a) Implementar el circuito de la figura 7

Lista de materiales Modulador síncrono AMDSB

- 1 Osciloscopio
- 2 Generadores de audio
- 3 resistores de 10K3
- 1 resistor 12k
- 1 inductor de 2.5 mH
- 1 capacitor de 1kpF
- 1 diodo 1N4004

Modulador síncrono AMDSB

Los moduladores síncronos funcionan como si fuesen interruptores que se abren y se cierran con la misma frecuencia de la onda portadora (interruptor síncrono con fo).

La figura (5) presenta el diagrama de bloques de un modulador síncrono. Los semiciclos resultantes de la rectificación por el interruptor síncrono excitan el circuito tanque LC paralelo sintonizado en la frecuencia de la onda portadora.

Cada excitación aplicada al circuito tanque, resulta en la oscilación del mismo en la frecuencia fo con esto el circuito tanque completa el otro semiciclo de la señal modulada.


Formas de onda en los puntos A,B,C.


Punto A entonces Eo coswot+a(t)=e1(t)
Punto B entonces e1(t)C(t)=e2(t)
Punto C entonces e(t)=(Eo+Ka(t))coswot

Un diodo, un transistor pueden ser utilizados como interruptores sincrono.

Medida del índice de modulación m

a) Medida directa por el osciloscopio
Observando la señal de modulada en la pantalla del osciloscopio, se mide Emax y Emin y se aplica a la relación

m= (Emax-Emin)*100/(Emax+Emin)

b) Método del trapecio
En este método, se inyecta la señal modulada en la entrada vertical del osciloscopio y la señal de información en la entrada horizontal del osciloscopio. Si tuviéramos las señales en fase, obtendremos un trapecio:

MODULACIÓN AMDSB Teoria

La señal modulada AMDSB posee la siguiente expresión e(t)=[Eo+ka(t)]coswot.
Desarrollando la expresión de arriba, obtenemos:

MODULACIÓN AMDSB

Comprobar el funcionamiento de un modulador sincrono AMDSB (modulación en amplitud con dos bandas laterales). Será utilizado como interruptor síncrono, un diodo semiconductor.

Conclusiones Mediante el trabajo experimental se pudo observar lo siguiente:

- En el diseño de nuestro amplificar de baja señal se pudo percatar de una onda casi cuadrada y no senoidal, esto debido al calculo aproximado de los capacitares.
- También se puedo observar que cambiando las señales con nuestro generador de funciones se ve claramente el cambió de señal y su respectiva amplificación
- Se pudo comprender el funcionamiento del generador de funciones necesarias para este trabajo experimental y también se pudo observar sus diferentes características..
- También se pudo apreciar el funcionamiento del nuevo osciloscopio que muestra señales eléctricas variables en el tiempo

Diseñar un amplificador de baja señal con el BC548B con Ic=4mA y Vce=5V y Vcc=12V, mostrar en las plantillas anteriores la tensión de entrada y salida

Descripción de los osciloscopios de laboratorio

El laboratorio de Telecomunicaciones está equipado con los osciloscopios:
2 osciloscopios digitales
1 Osciloscopios analógicos

Estos osciloscopios conservan un interfaz muy similar al de los analógicos, si bien, como es cierto, el procesado de la señal es radicalmente distinto, cuyas características son las siguientes:
- DS-5000 Series Digital
- Frecuencia 200Mhz

Descripción de los generadores de funciones

El laboratorio de telecomunicaciones está equipado con dos generadores de funciones cuyas características principales son:

- SFG-2000/2100 Series
- Salida de funciones
- Seno, Cuadrada y Triangular
- Rango de amplitud: 10VPP
- Impedancia 50ohm
- Display 9 dígitos LED display

El osciloscopio

El osciloscopio es un dispositivo de visualización gráfica que muestra señales eléctricas variables en el tiempo. Tradicionalmente los osciloscopio han sido utilizados para trabajar con señales periódicas para:

- Determinar directamente el periodo y el voltaje de una señal
- Determinar indirectamente la frecuencia de una señal
- Determinar que parte de la señal es DC y cual AC
- Medir la fase entre dos señales

Estos instrumentos son de gran ayuda para la medida del voltaje en aplicaciones como análisis de circuitos, reparación de dispositivos electrónicos, localizar averías en un circuito, etc. Con transductores (conversores de magnitudes) adecuados, los osciloscopios son también útiles en el análisis de cualquier otro tipo de señal: régimen de un motor, sonido, electrocardiogramas, etc.

Los actuales avances en el procesado digital de señales en paralelo con los cada vez más potentes procesadores han permitido la introducción de los osciloscopio digitales.

Estos se basan en la utilización de un conversor analógico-digital (A/D) para almacenar digitalmente la señal de entrada para posteriormente procesarla y reconstruirla en la pantalla. La mayoría de estos nuevos equipos tienen dos placas de procesamiento separadas: una dedicada al proceso digital de la señal capturada por el osciloscopio y otra bajo el sistema operativo Windows, que ofrece las funcionalidades típicas de un PC.

Frente a los analógicos, el espectro de aplicaciones de estos nuevos osciloscopios se expande considerablemente.

El espectro de aplicación de estos nuevos osciloscopios se expande considerablemente: Visualizar y estudiar eventos no repetitivos (picos de tensión que se producen aleatoriamente).

- Medidas estadísticas avanzadas de la señal
- Gráficos de persistencia histogramas
- Transformaciones sobre la señal: derivación. Espectro de la señal FFT (fast fourier transform), espectro de potencia, autocorrelación
- Almacenamiento y post-procesado de datos capturados en aplicaciones externas como Matlab o Excel.

Evidentemente disponiendo de la señal digital y un procesador, las aplicaciones que podemos idear sobre los datos capturados son prácticamente ilimitadas. Sin embargo, cálculos excesivamente complejos adolecen de retardo de procesamiento, el cual fue uno de los principales problemas de los primeros osciloscopio digitales, y que hoy en día es imperceptible para las aplicaciones mas comunes.

El generador de funciones UN

UN generador de funciones es un instrumento electrónico que produce señales variantes en el tiempo atendiendo a funciones predeterminadas. Los generadores de funciones mas comunes pueden generar ondas senoidales, cuadradas, rectangulares y triangulares con un offset arbitrario; los generadores del laboratorio pueden además, generar señales de frecuencias variables. Mediante una entrada externa podemos generar señales moduladas en AM (modulación en amplitud) o FM (modulación en frecuencia).

Introducción a la instrumentación de laboratorio

El objetivo de estas sesiones de prácticas es el de proporcionar conocimientos básicos de la instrumentación electrónica y dispositivos en el análisis de circuitos eléctricos, así como las técnicas de medida a utilizar en los montajes prácticos.

La estructura de esta práctica es la siguiente: introduciremos conceptos generales en el análisis de circuitos, haremos descripción cualitativa a la instrumentación electrónica; finalmente, para familiarizarse con estos equipos, el alumno generara y medirá algunas señales eléctricas. Los resultados de esta medida deben entregarse al final de la sesión de prácticas rellenando una hoja adjunta

PRACTICA LABORATORIO SIMPLIFICACION DE FUNCIONES LOGICAS POR QUINE McCLUSKEY

Grupo Martes 8-10
1) Si F1= (0,2,4,5,6,7,9,10,13,17,18,21,22,25,28,30,31)
a) Obtenga la tabla de verdad y la función lógica.
b) Simplifique la función obtenida utilizando el mapa de Karnaugh, Algebra de Boole, método de Quine Mc Cluskey y método visual.
c) Implemente la función simplificada con compuertas lógicas AND, OR y NOT.

2) En una empresa los directivos de la misma poseen todas las acciones, que se distribuyen de la siguiente manera:
- Director (A): 45% de las acciones
- Vicedirector (B): 30% de las acciones
- Secretario (C): 15% de las acciones
- Jefe de ventas (D): 10 % de las acciones
Para aprobar una determinada decisión la suma de los votos de los directivos de la empresa debe ser superior a un 50 %.
a) Obtenga la tabla de verdad y la función lógica.
b) Simplifique la función obtenida utilizando el mapa de Karnaugh, Algebra de Boole, método de Quine Mc Cluskey y método visual.
c) Implemente la función simplificada solo con compuertas lógicas NOR

3) Se pretende diseñar un sistema de control de apertura automática de una puerta de un garaje de una nave industrial para vehículos pesados. Dicha apertura depende de tres sensores. El primero detecta la presencia de un vehículo, el segundo la altura del mismo y el tercero su peso. Un “1” en el sensor de presencia indica que hay un vehículo; un “1” en el sensor de altura indica que el vehículo excede los dos metros de altura; un “1” en el sensor de peso indica que el vehículo supera las dos toneladas. La puerta sólo se debe abrir cuando haya un vehículo esperando que además supere las dos toneladas de peso.
a) Obtenga la tabla de verdad y la función lógica.
b) Simplifique la función obtenida utilizando el mapa de Karnaugh, Algebra de Boole, método de Quine Mc Cluskey y método visual.
c) Implemente la función simplificada solo con compuertas lógicas NAND.

4) Diseñe un circuito que detecte el estado de un contador de tres variables (A, B y C). El circuito debe activarse cuando el número presente en la salida esté comprendido entre 2 y 6 ambos inclusive.
a) Obtenga la tabla de verdad y la función lógica.
b) Simplifique la función obtenida utilizando el mapa de Karnaugh, Algebra de Boole, método de Quine Mc Cluskey y método visual.
c) Implemente la función simplificada con compuertas lógicas CMOS

Los trabajos deben ser entregados en fecha 28 y 30 de Septiembre en forma manuscrita (Papel y puntabola), la simulación de Proteus en CD e implementar en laboratorio.

tabla de implicantes primos

Los términos marcados con "*" ya no pueden combinarse más, en este punto ya tenemos la tabla de implicantes primos. En el costado van los implicantes primos recientemente generados, y en la parte superior los minitérminos utilizados. Los minitérminos correspondientes a las redundancias son omitidos en este paso, no se colocan en la parte superior.

	4	8	10	11	12	15
	X				X		-	1	0	0
		X	X	X			1	0	-	-
		X	X		X		1	-	-	0
			X	X		X	1	-	1	-

En esta tabla vemos los minitérminos que "cubre" cada implicante primo. Ninguno de los implicantes de esta tabla está incluido dentro de otro (esto queda garantizado en el paso uno), pero si puede estar "cubierto" por dos o más implicantes. Es el caso de que esta cubierto por y o que esta cubierto por y .

Por este motivo, cada uno de estos dos implicantes sólo son esenciales en ausencia del otro. Un proceso adicional simple para reducir estos implicantes es prueba y error, pero un proceso más sistemático es el método de Petrick. En el caso que estamos analizando, los dos implicantes primos y no llegan a incluir todos los minitérminos por lo que podemos combinar estos implicantes con cada uno de los implicantes no esenciales para conseguir dos funciones mínimas:

Las dos son equivalentes a esta función original:

SIMPLIFICACION DE FUNCIONES LOGICAS POR QUINE McCLUSKEY - COMPLEJIDAD

Uno fácilmente puede formar la expresión canónica suma de productos de esta tabla, simplemente sumando mintérminos (dejando fuera las redundancias) donde la función se evalúa con 1:

Por supuesto, esta expresión no es mínima. Para optimizarla, primero son colocados todos los minitérminos evaluados en la función como 1 en una tabla. Las redundancias también son agregadas a la tabla, estas pueden combinarse con los minitérminos:

Por supuesto, esta expresión no es mínima. Para optimizarla, primero son colocados todos los minitérminos evaluados en la función como 1 en una tabla. Las redundancias también son agregadas a la tabla, estas pueden combinarse con los minitérminos:

N. de 1s	Minterm	Representación binaria
1	m4 m8	0100 1000
2	m9 m10 m12	1001 1010 1100
3	m11 m14	1011 1110
4	m15	1111

En este punto, uno puede empezar a combinar los mintérminos entre si. Si dos mintérminos sólo varían en un solo dígito, ese dígito debe reemplazarse por un guión "-" indicando que ese bit no importa. Los términos que ya no pueden combinarse más son marcados con "*". Cuando van de tamaño 2 a 4, tratamos '-' como un valor de bit.

Ejemplo: -110 y -100 o -11- pueden ser combinados, pero no -110 y 011-.

(Consejo: agrupar los '-' primero.)

Número de 1s  Minterm    Bin    | Implicantes de tamaño 2 | Implicantes de tamaño 4

--------------------------------|-------------------------|------------------------

1               m4       0100   |     m(4,12)  -100*       |   m(8,9,10,11)   10--*

                m8       1000    |     m(8,9)   100-         |   m(8,10,12,14)  1--0*

--------------------------------  |     m(8,10)  10-0        |------------------------

2               m9       1001   |     m(8,12)  1-00        |   m(10,11,14,15) 1-1-*

                m10      1010   |  -------------------------   |

                m12      1100   |     m(9,11)  10-1        |

--------------------------------  |     m(10,11) 101-       |

3               m11      1011  |     m(10,14) 1-10       |

                m14      1110   |     m(12,14) 11-0        |

   --------------------------------|------------------------ -|

4               m15      1111   |     m(11,15) 1-11       |

                                         |     m(14,15) 111-       |

SIMPLIFICACION DE FUNCIONES LOGICAS POR QUINE McCLUSKEY - PASOS

Aunque es más práctico que el mapa de Karnaugh, cuando se trata de trabajar con más de cuatro variables, el tiempo de resolución del algoritmo Quine-McCluskey crece de forma exponencial con el aumento del número de variables. Se puede demostrar que para una función de n variables el limite superior del número de implicantes primos es 3ⁿ/n. Si n = 32 habrá más de 6.5 * 10¹⁵ implicantes primos. Funciones con un número grande de variables tienen que ser minimizadas con otros métodos heurísticos.

 Ejemplo  Paso 1: Encontrando implicantes primos

 Minimizando una función arbitraria:

	A	B	C	D	F
m0	0	0	0	0	0
m1	0	0	0	1	0
m2	0	0	1	0	0
m3	0	0	1	1	0
m4	0	1	0	0	1
m5	0	1	0	1	0
m6	0	1	1	0	0
m7	0	1	1	1	0
m8	1	0	0	0	1
m9	1	0	0	1	X
m10	1	0	1	0	1
m11	1	0	1	1	1
m12	1	1	0	0	1
m13	1	1	0	1	0
m14	1	1	1	0	X
m15	1	1	1	1	1

SIMPLIFICACION DE FUNCIONES LOGICAS POR QUINE McCLUSKEY

1.- Objetivo.- Realizar la simplificación de funciones lógicas mediante Quine McCluskey
2.- Fundamento Teórico.- El Algoritmo Quine–McCluskey es un método de simplificación de funciones booleanas desarrollado por Willard Van Orman Quine y Edward J. McCluskey. Es funcionalmente idéntico a la utilización del mapa de Karnaugh, pero su forma tabular lo hace más eficiente para su implementación en lenguajes computacionales, y provee un método determinístico de conseguir la mínima expresión de una función booleana.
Pasos
El método consta de dos pasos:
1. Encontrar todos los implicantes primos de la función.
2. Usar esos implicantes en una tabla de implicantes primos para encontrar los implicantes primos esenciales, los cuales son necesarios y suficientes para generar la función.

Se pretende construir un circuito combinacional de control de paro automático del motor de un ascensor de un edificio

1) Se pretende construir un circuito combinacional de control de paro automático del motor de un ascensor de un edificio. El funcionamiento del motor depende de 4 variables. En el caso, que la puerta del ascensor esté abierta o cerrada (A); en segundo lugar, del peso de las personas que suben al ascensor (P); en tercer lugar, que alguna de las personas haya pulsado los pulsadores de las distintas plantas (B); y por último, de la temperatura del motor (T). El motor se parará automáticamente siempre que la puerta del ascensor esté abierta, o bien se sobrepase el peso máximo, que es de 800 kg. T Temperatura; P peso; A puerta; B pulsador de planta
a) Calcule la función lógica de salida de paro automático del motor del ascensor.
b) Simplifique la función lógica mediante el método de Karnaugh y Algebra de Boole
c) Implemente el circuito con compuertas lógicas CMOS

2) Un circuito digital consta de cinco entradas (a, b, c, d y e) y una salida F. Esta salida tomará el valor lógico “1” cuando existan mayoría de ceros en las cinco entradas.
a) Obtener la tabla de verdad y la función lógica del circuito.
b) Simplificar la función lógica mediante el método de Karnaugh y Algebra de Boole.
c) Implementar el circuito con compuertas lógicas TTL

3) En un control de calidad de un proceso industrial, las piezas acabadas se verifican de cuatro en cuatro. El proceso será diseñado cuando, al menos tres de las cuatro piezas están defectuosas se dispare una señal de alarma.
a) Obtener la tabla de verdad y la función lógica del circuito.
b) Simplifique la función lógica obtenida mediante el método de Karnaugh y Algebra de Boole.
c) Implemente el circuito con compuertas lógicas CMOS

4) Se desea diseñar el circuito de control de activación de un motor de una máquina moledora de carne. En la máquina existen tres sensores de llenado A, B, C. El motor entrará en funcionamiento cuando se activen conjunta o individualmente los sensores B y C.
a) Obtenga la tabla de verdad y la función lógica.
b) Simplifique la función obtenida utilizando el mapa de Karnaugh y Algebra de Boole.
c) Implemente la función simplificada con compuertas lógicas TTL
Informe: Realizar e implementar la practica en grupos de 2 personas, presentar el diseño en forma manuscrita (con puntabola). Realizar la simulación de cada circuito en Proteus y entregar en un CD. Implementar todos los circuitos en Protoboard.

La función mejor simplificada es aquella que tiene el menor número de grupos con el mayor número de "1"s en cada grupo

Se ve del gráfico que hay dos grupos cada uno de cuatro "1"s, (se permite compartir casillas entre los grupos).
La nueva expresión de la función boolena simplificada se deduce del mapa de Karnaugh.
- Para el primer grupo (rojo): la simplificación da B (los "1"s de la tercera y cuarta columna) corresponden a B sin negar)
- Para el segundo grupo (azul): la simplificación da A (los "1"s están en la fila inferior que corresponde a A sin negar)
Entonces el resultado es F = B + A ó F = A + B

Ejemplo:
Una tabla de verdad como la de la derecha da la siguiente función booleana:
F = A B C + A B C + A B C + A B C
Se ve claramente que la función es un reflejo del contenido de la tabla de verdad cuando F = "1"
Con esta ecuación se crea el mapa de Karnaugh y se escogen los grupos. Se lograron hacer 3 grupos de dos "1"s cada uno.
Se puede ver que no es posible hacer grupos de 3, porque 3 no es potencia de 2. Se observa que hay una casilla que es
Compartida por los tres grupos.
La función simplificada es:

F = A B + A C + B C