Principios de análisis instrumental

74 Capítulo 4 Electrónica digital y computadoras «< Observe que en la última suma se lleva un 1 a la siguiente poten– cia de 2 más alta. De manera similar, en la multiplicación, o xo o o X1 o xo o X1 1 El ejemplo siguiente ilustra el uso de estas operaciones. EJEMPLO 4.3 Ejec ute la s siguientes operaciones con números binarios: a) 7 + 3, b) 19 + 6, e) 7 X 3 y d) 22 X S. Solución a) 7 111 b) 19 10011 +3 + 11 +6 + 110 10 1010 2S 11001 e) 7 111 d) 22 10110 X3 X l1 xs X101 - -- - -- 21 111 110 10110 111 00000 10101 10110 1101110 Note que se utiliza una operación de acarreo, similar a las que se utilizan en el sistema decimal. Por tanto, en a) la suma de dos 1 en la columna derecha es igual a O más 1 para acarrear a la columna siguiente. En el caso de la suma de los tres 1 es 1 más 1 que se acarrea a la columna siguiente. Para finalizar, lo que se acarrea se combina con el 1 de la columna siguiente para tener Omás 1 como el dígito más significativo. 48.4 Sistema decimal codificado en binario (DCB} En este sistema de números decimales cod ificados en binario (DCB), los bits se acomodan en grupos de cuatro para representar cada uno de los números decimales del O al 9. Cada grupo de cua– tro bits representa un dígito decimal en un número. Este sistema DCB es lo mismo que los binarios normales para los numerales de Oa 9. Por ejemplo, en el número 97, el nueve se podría repre– sen tar por los cuatro bits binarios 1001 y el siete por los cuatro bits O111, de tal manera que 1001 O111 en el DCB representaría al 97 10 . En la tabla 4.2 se representan varios números decimales tanto en codificación binaria como en el sistema DCB para mos– trar las diferencias. 4C CIRCUITOS DIGITALES BÁSICOS La figura 4.2 es un diagrama de bloques de un instrumento con el que se cuenta la cantidad de impulsos eléctricos que se reciben por unidad de tiempo desde un transductor. La señal de voltaje desde el transductor primero pasa a un modelador que elimina las peque– ñas sei'lales de fondo y convierte los impulsos de la señal mayor en impulsos cuadrados que tienen la misma frecuencia que la sei'ial de entrada. La ser'lal resultante es la entrada a una compuerta, que es abierta por un reloj interno que proporciona un lapso preciso t, durante el cual se permite que los impulsos de entrada se acumulen en el contador. Para finalizar, la salida DCB del contador se decodi– fica y se presenta como un número decimal. 4C.1 Formadores de señal En la figura 4.3a se ilust ra el circuito de un formador de seña– les típico. Hace uso de un comparador de voltajes para transfor– mar la señal de entrada en las ondas pulsantes rectangulares que se muestran en la figura 4.3c. Como se puede ver en la figura 3.17b, la salida de un comparador está en + límite o -límite. Con frecuencia, estos dos niveles reciben el nombre de niveles lógicos. Los comparadores de los circuitos integrados comercia– les se diseiian de tal manera que sus salid as tengan límites de OV (nivel lógico LO) o S V (nivel lógico HI). Por lo regular, el nivel HI se escoge para que represente al binario 1 y el nivel LO repre– sente al binario O, como se muestra en las figuras 4.2 y 4.3. Estos niveles lógicos HI y LO son compatibles con los más modernos circuitos integrados digitales. Como se ve en las figuras 4.3b y e, cuando el voltaje de entrada v¡ del comparador es mayor que el voltaje de referencia V,er' la salida es HI (nivel lógico 1). Por otro lado, cuando V¡ es menor que Vrcf> la salida es LO (nivel lógico O). Observe que el comparador responde solo a sei'iales mayores que vrcf e ignora la fluctuación en la señal de fondo siempre y cuando el ruido de la sei'ial o cualquier fluctuación de fondo sea suficien– temente pequeña para que la señal permanezca por abajo de vref· A menudo, un comparador que se utiliza para dar forma a la señal se llama discriminador. TABLA 4.2 Comparación entre números binarios y el sistema DCB para varios números decimales 83 o o 1 o o 1 0000 1000 0011 97 o 1 1 o o o o 1 0000 1001 0111 135 l o o o o l 0001 0011 0101 198 1 o o o 1 1 o 0001 1001 1000 241 1 1 1 1 o o o 1 0010 0100 0001