martes, 11 de agosto de 2009

introduccion a los circuitos biestables

fig.1.1
INTRODUCCCION

en este tema hablaremos de los circuitos bietables, conocidos como basculas flip-flop,caracterizados por admitir dos estados electricos, ambos estables,razon por la cual pertenecen al grupo de los multivibradores biestables.

Un biestable, también llamado báscula (flip-flop en inglés), es un multivibrador capaz de permanecer en un estado determinado o en el contrario durante un tiempo indefinido. Esta característica es ampliamente utilizada en electrónica digital para memorizar información. El paso de un estado a otro se realiza variando sus entradas.


MARCO TEORICO

Un biestable, también llamado báscula (flip-flop en inglés), es un multivibrador capaz de permanecer en un estado determinado o en el contrario durante un tiempo indefinido. Esta característica es ampliamente utilizada en electrónica digital para memorizar información. El paso de un estado a otro se realiza variando sus entradas. Dependiendo del tipo de dichas entradas los biestables se dividen en:
Asíncronos: sólo tienen entradas de control. El más empleado es el biestable RS.
Síncronos: además de las entradas de control posee una entrada de sincronismo o de reloj. Si las entradas de control dependen de la de sincronismo se denominan síncronas y en caso contrario asíncronas. Por lo general, las entradas de control asíncronas prevalecen sobre las síncronas.
La entrada de sincronismo puede ser activada por nivel (alto o bajo) o por flanco (de subida o de bajada). Dentro de los biestables síncronos activados por nivel están los tipos RS y D, y dentro de los activos por flancos los tipos JK, T y D.

Biestable RS
Descripción

Cronograma del biestable RS
Dispositivo de almacenamiento temporal de dos estados (alto y bajo), cuyas entradas principales, R y S, a las que debe el nombre, permiten al ser activadas:
R: el borrado (reset en inglés), puesta a 0 ó nivel bajo de la salida.
S: el grabado (set en inglés), puesta a 1 ó nivel alto de la salida
Si no se activa ninguna de las entradas, el biestable permanece en el estado que poseía tras la última operación de borrado o grabado. En ningún caso deberían activarse ambas entradas a la vez, ya que esto provoca que las salidas directa (Q) y negada (Q') queden con el mismo valor

Biestable D

Símbolos normalizados: Biestables D a) activo por nivel alto y b) activo por flanco de subida.
Dispositivo de almacenamiento temporal de dos estados (alto y bajo), cuya salida adquiere el valor de la entrada D cuando se activa la entrada de sincronismo, C. En función del modo de activación de dicha entrada de sincronismo, existen dos tipos de biestables D:
Activo por nivel (alto o bajo), también denominado registro o cerrojo (latch en inglés).
Activo por flanco (de subida o de bajada).
La ecuación característica del biestable D que describe su comportamiento es:
y su tabla de verdad:
D
Q
Qsiguiente
0
X
0
1
X
1
X=no importa
Esta báscula puede verse como una primitiva línea de retardo o una retención de orden cero (zero order hold en inglés), ya que los datos que se introducen, se obtienen en la salida un ciclo de reloj después. Esta característica es aprovechada para sintetizar funciones de procesamiento digital de señales (DSP en inglés) mediante la transformada en z.

Biestable T

Símbolo normalizado: Biestable T activo por flanco de subida.
Dispositivo de almacenamiento temporal de dos estados (alto y bajo). El biestable T cambia de estado ("toggle" en inglés) cada vez que la entrada de sincronismo o de reloj se dispara. Si la entrada T está a nivel bajo, el biestable retiene el nivel previo. Puede obtenerse al unir las entradas de control de un biestable JK, unión que se corresponde a la entrada T.
La ecuación característica del biestable T que describe su comportamiento es:
y la tabla de verdad:
T
Q
Qsiguiente
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0

Biestable JK
Descripción

Cronograma de la báscula JK
Dispositivo de almacenamiento temporal de dos estados (alto y bajo), cuyas entradas principales, J y K, a las que debe el nombre, permiten al ser activadas:
J: El grabado (set en inglés), puesta a 1 ó nivel alto de la salida.
K: El borrado (reset en inglés), puesta a 0 ó nivel bajo de la salida.
Si no se activa ninguna de las entradas, el biestable permanece en el estado que poseía tras la última operación de borrado o grabado. A diferencia del biestable RS, en el caso de activarse ambas entradas a la vez, la salida adquirirá el estado contrario al que tenía.
La ecuación característica del biestable JK que describe su comportamiento es:
Y su tabla de verdad es:
J
K
Q
Qsiguiente
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
X
0
1
0
X
1
1
1
0
1
1
1
1
0
X=no importa
Una forma más compacta de la tabla de verdad es (Q representa el estado siguiente de la salida en el próximo flanco de reloj y q el estado actual):
J
K
Q
0
0
q
0
1
0
1
0
1
1
1
El biestable se denomina así por Jack Kilby, el inventor de los circuitos integrados en 1958, por lo cual se le concedió el Premio Nobel en física de 2000.

Biestable JK activo por flanco

Símbolos normalizados: Biestables JK activo a) por flanco de subida y b) por flanco de bajada
Junto con las entradas J y K existe una entrada C de sincronismo o de reloj cuya misión es la de permitir el cambio de estado del biestable cuando se produce un flanco de subida o de bajada, según sea su diseño. Su denominación en inglés es J-K Flip-Flop Edge-Triggered. De acuerdo con la tabla de verdad, cuando las entradas J y K están a nivel lógico 1, a cada flanco activo en la entrada de reloj, la salida del biestable cambia de estado. A este modo de funcionamiento se le denomina modo de basculación (toggle en inglés).

Biestable JK Maestro-Esclavo

Símbolos normalizados: Biestable JK Maestro-Esclavo a) activo por nivel alto y b) activo por nivel bajo
Aunque aún puede encontrarse en algunos equipos, este tipo de biestable, denominado en inglés J-K Flip-Flop Master-Slave, ha quedado obsoleto ya que ha sido reemplazado por el tipo anterior.
Su funcionamiento es similar al JK activo por flanco: en el nivel alto (o bajo) se toman los valores de las entradas J y K y en el flanco de bajada (o de subida) se refleja en la salida.Otra forma de expresar la tabla de verdad del biestable JK es mediante la denominada tabla de excitación.

EJEMPLO
como se muestra en la figura 1.1 se esta representando un circuito multivibrador biestable.

CONCLUSIONES

los flip-flops son circuitos que pueden permanecer en el estado que se les asigno asta que se le mande otra señal que cambie esa condicion.
BIBLIOGRAFIA
informacion obtenida de:
-http://es.wikipedia.org/wiki/Biestable, consultada 11 de agosto del 2009
-Ruiz Vasallo,Francizco, "electronica digital facil para electricistas y tecnicos de mantenimiento" editorial ALFAOMEGA,primera edicion, pgs. 251 a 260.

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