Eletronica Sistema digital

Eletrônica Digital

Mecatrônica – 2º Etapa

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Apostila de

Eletrônica Digital

Fevereiro de 2012

Eletrônica Digital

Mecatrônica – 2º Etapa

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Prefácio

Esta apostila tem por objetivo servir como referência aos alunos do curso

de mecatrônica na disciplina de Eletrônica Digital, e não substitui, de forma

alguma, os diversos livros que tratam de tal assunto, e deve ser recebida pelo

aluno, apenas como material de referência.

Em uma época em que o desenvolvimento tecnológico e intelectual

alcança níveis cada vez mais altos e com velocidade também cada vez maior, é

importante que o aluno tenha consciência que a busca de novos conhecimentos,

atualização dos conceitos básicos aqui apresentados, é uma tarefa pessoal sendo

a escola apenas o meio que irá fornecer os instrumentos básicos pra tal busca,

além de procurar incentivar os alunos. Desta forma, espera-se que o aluno

desenvolva o habito de buscar incansavelmente sua atualização, pois, desta

forma, suas chances de sucesso, profissional e também pessoal, em uma

sociedade cada vez mais competitiva serão aumentadas.

É importante que os conhecimentos adquiridos após a conclusão deste

curso sejam aplicados em respeito aos limites da nossa sociedade e ao meio

ambiente de forma direta e indireta. Espera-se que todos estes conhecimentos

tragam frutos coletivos que irão promover o desenvolvimento de uma sociedade

mais humana, justa e pacífica onde os interesses coletivos prevaleçam sobre os

individuais e os interesses financeiros, que muitas vezes, infelizmente, superam

a dignidade a sensatez dos homens, sejam dotados de menor importância.

Eletrônica Digital

Mecatrônica – 2º Etapa

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1 – Introdução

Um sistema digital é um sistema no qual os sinais são compostos por um

conjunto finito de valores discretos. Isto se contrapõe aos sistemas analógicos, nos quais

os sinais possuem valores pertencentes a um conjunto infinito, ou seja, contínuo. Como

exemplo elementar, uma balança digital mede o peso através de sinais discretos que

indicam quilogramas e/ou gramas; por outro lado, uma balança analógica mede o peso

através de um sinal correspondente à posição de um ponteiro sobre uma escala.

Os sistemas digitais são usados no processamento de informação, também

chamado de processamento de dados ou processamento de sinais, em que substituíram

os sistemas analógicos anteriores. Alguns dos benefícios dos sistemas digitais são:

• A representação digital é bem adequada tanto para o processamento numérico

como para o não numérico de informação. Um exemplo de informação digital

não-numérica é a linguagem escrita, na qual as letras têm valores do alfabeto

finito A, B, C,... etc.

• O processamento da informação pode ser realizado através de um sistema para

propósitos gerais, por exemplo, um computador, que seja programado para uma

tarefa de processamento particular, eliminando a necessidade de haver um

sistema diferente para cada tarefa;

• O número finito de valores num sinal digital pode ser representado por um vetor

de sinais com apenas dois valores, sinais binários. Por exemplo, os dez

algarismos do sistema decimal podem ser representados pelos seguintes valores

em binário:

Dígito 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Valor

binário 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001

Esta representação permite implementações nas quais todos os sinais são

binários; conseqüentemente, os dispositivos que processam estes sinais são

muito simples, fundamentalmente, apenas chaves com dois estados: aberto e

fechado;

• Os sinais digitais são bastante insensíveis a variações nos valores dos parâmetros

dos componentes e ao ruído elétrico, uma vez que são constituídos de dois

estados bem definidos, na maioria dos casos 0 V para o estado lógico zero e 5 V

para o estado lógico um;

• Os avanços da tecnologia microeletrônica possibilitaram a fabricação de

sistemas digitais extremamente complexos que são pequenos, rápidos e baratos.

Métodos de representação e processamento digitais são usados há muito tempo.

O desenvolvimento de artefatos digitais sofreu um dramático aumento com a invenção

do computador digital por volta de 1940. Em comparação com os padrões atuais,

naquela época, os computadores apresentavam custo proibitivo, tinham pequeno poder