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jueves, 11 de diciembre de 2014

concepto y caracteristicas de los convertidores

Se conoce como convertidor al aparato o equipo que permite transformar la fundición de hierro en acero. Fue inventado y patentado por el ingeniero de origen británico Henry Bessemer en la década de 1850, para la misma época en que William Kelly trabajaba en un procedimiento de características similares.

El convertidor creado por Bessemer permitió darle impulso a la elaboración en serie de acero en lingotes fundidos. Mediante la oxidación, se quitan las impurezas que el insuflado de aire provoca en el trozo de hierro que ha sido sometido a una fundición. Cabe resaltar que el proceso de oxidación también aumenta la temperatura del bloque de hierro, manteniéndolo fundido.

 La noción de convertidor también se emplea de otras formas en la electrónica y en la mecánica. Un convertidor de potencia, por ejemplo, consiste en un dispositivo que permite pasar de una variante de energía a otra (de tensión a corriente, de AC a DC, etc.).

El denominado convertidor analógico-digital (CAD), por su parte, es capaz de transcribir las señales analógicas en señales digitales para que su procesamiento resulte más simple y para que la señal lograda tenga más protección contra las interferencias y el ruido.

El convertidor digital-analógico realiza el procedimiento inverso y convierte la señal digital en una señal analógica. Estos convertidores son frecuentes en los reproductores de audio para que los sonidos digitales (como el MP3) puedan ser oídos mediante los altavoces.

De la misma forma tampoco podemos olvidar que actualmente en el ámbito de la informática nos encontramos con otra herramienta que también se conoce por el nombre de convertidor. Así, este se califica al programa o aplicación que da la oportunidad a un usuario en concreto de hacer que un archivo que se encuentra en un formato determinado pase a estar en otro.

Un claro ejemplo de ello es el conjunto de convertidores online que nos encontramos en la Red que nos ofrecen la opción de convertir un archivo de vídeo que está en .avi en otro que tenga una extensión .mp3. Una opción que se realiza con frecuencia no sólo para lograr que dicho archivo “pese” menos sino también para poder visualizarlo pues hay muchos reproductores que no tienen la capacidad de reproducir el formato .avi.

Además de todo lo expuesto también nos encontramos con otra clase de convertidor que podemos utilizar en nuestra vida diaria. En concreto, es aquel que nos da la oportunidad de calcular las aplicaciones de cambios en lo que respecta a distintas monedas oficiales. Así, por ejemplo, si nos dan una cantidad en dólares y queremos saber a cuántos euros equivale la misma sólo tendremos que hacer uso de ese mencionado tipo de convertidor.

Un sistema este muy útil que también podemos encontrar que trabaja con otra serie de medidas o valores. De esta manera, nos encontramos con convertidores que operan con unidades de volumen, de peso, de tiempo, de distancia o de masa.


Un convertidor de par, por último, se utiliza en la transmisión automática de los coches junto a un kit de engranajes. El convertidor de par dispone de una bomba que lanza aceite hidráulico y de una turbina que recibe dicho aceite, generando la fuerza mecánica.

convertidor

Se llama convertidor DC-DC a un dispositivo que transforma corriente continua de una tensión a otra. Suelen ser reguladores de conmutación, dando a su salida una tensión regulada y, la mayoría de las veces con limitación de corriente. Se tiende a utilizar frecuencias de conmutación cada vez más elevadas porque permiten reducir la capacidad de los condensadores, con el consiguiente beneficio de volumen, peso y precio.
Ventajas de utilizar convertidores DC-DC
Simplifican la alimentación de un sistema, porque permiten generar las tensiones donde se necesitan, reduciendo la cantidad de líneas de potencia. Necesarias. Además permiten un mejor manejo de la potencia, control de tensiones de entrada, aumento de armónicas y un aumento en la seguridad.
Tienen gran eficiencia.
Inconvenientes
Generan ruido, No sólo en la alimentación regulada, sino que a través de su línea de entrada se puede propagar al resto del sistema. También se puede propagar por radiación. Frecuencias más altas simplifican el filtrado de este ruido.
Tipos de convertidores DC-DC
Son varios los tipos de convertidores DC-DC existentes. Normalmente se clasifican en tres grupos: los que disminuyen la tensión a su salida (convertidor reductor), los que aumentan la tensión a su salida (convertidor elevador) y los que son capaces de realizar ambas funciones.
Reductores
Convertidor Buck
Elevadores
Convertidor Boost
Reductores-Elevadores
Convertidor Buck-Boost
Convertidor Flyback

Convertidor Cuk

aplicacion de los flips-flops


flips-flops

Flip-Flops

Los circuitos secuenciales son aquellos en los cuales su salida depende de la entrada presente y pasada. Dentro de estos circuitos se tienen a los Flip-Flops.

Los Flip-Flops son los dispositivos con memoria mas comúnmente utilizados. Sus características principales son:
  1. Asumen solamente uno de dos posibles estados de salida.
  2. Tienen un par de salidas que son complemento una de la otra.
  3. Tienen una o mas entradas que pueden causar que el estado del Flip-Flop cambie.

A continuación se describirán 4 tipos de Flip-Flops.


Flip-Flop S-R  (Set-Reset)

La siguiente figura muestra una forma posible de implementar un Flip-Flop S-R. Utiliza dos compuertas NOR. S y R son las entradas, mientras que Q y Q’ son las salidas (Q es generalmente la salida que se busca manipular.)


Como existen varias formas de implementar un Flip-Flop S-R (y en general cualquier tipo de Flip-Flop) se utilizan diagramas de bloque que representen al Flip-Flop. El siguiente diagrama de bloque representa un FF S-R. Nótese que ahora, por convención, Q se encuentra en la parte superior y Q’ en la inferior.

Para describir el funcionamiento de un FF se utilizan las llamadas Tablas de Estado y las Ecuaciones Características. La siguiente tabla muestra la tabla de estado para un FF S-R.

S
R
Q
Q+
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
0
-
1
1
1
-

Como encabezado de las columnas tenemos las entradas S y R, y una de las salidas Q. La salida Q es la salida que en un tiempo t se puede detectar en el FF, es decir, es la salida en el tiempo actual. Q+ es la salida en el tiempo  , una vez que se ha propagado la señal en el circuito (recuerde que los FF tienen un componente de retroalimentación.) Por lo tanto  , es decir, es la salida que tendrá Q en el futuro – una vez que se haya realizado la propagación.

Si analizamos la tabla de estado, vemos que para si S = 0, R = 0 y Q = 0 ó 1, la salida futura de Q (Q+) será siempre lo que se tenía antes de la propagación. A este estado (S = 0, R = 0) se le conoce por tanto como estado de memoria.

Viendo ahora el caso S = 0, R = 1, se aprecia que siempre Q+ = 0 sin importar el valor de Q antes de la propagación, es decir, se hace un reset de Q. Si por el contrario, se tiene S = 1, R = 0, entonces Q+ = 1 en ambos casos, por tanto se hace un set de Q.

Finalmente, nótese que la combinación S = 1, R = 1 no es valida en el FF S-R. La razón es que dicho estado vuelve inestable al circuito y, como una de las características de todo FF es que el estado es estable, al usar dicha combinación se esta violando este principio de los FF.

Ahora, si se mapea la información de la tabla de estado del FF S-R en un mapa de Karnaugh, se obtiene la siguiente ecuación característica:  . Esta ecuación describe también el funcionamiento. Nos dice que Q+ será 1 siempre y cuando se haga un set del FF o el reset no esta activado y la salida tiene un 1 en ese momento.


Flip-Flop T
El Flip-flop T cambia de estado en cada pulso de T. El pulso es un ciclo completo de cero  a 1. Las siguientes dos figuras muestran el diagrama de bloque y una implementación del FF T mediante un FF S-R y compuertas adicionales.




Nótese que en la implementación del FF T, las dos entradas del FF S-R están conectadas a compuertas AND, ambas conectadas a su vez a la entrada T. Además, la entrada Q esta conectada a R y Q’ a S. Esta conexión es así para permitir que el FF S-R cambié de estado cada que se le mande un dato a T. Por ejemplo, si Q = 1 en el tiempo actual, eso significa que Q’ = 0, por lo tanto, al recibir T el valor de 1, se pasaran los valores de R = 1 y S = 0 al FF S-R, realizando un reset de Q.

La siguiente tabla muestra el comportamiento del FF T y del FF S-R en cada pulso de T

T

S
R

Q
Q´
0

0
0

0
1
1

1
0

1
0
0

0
0

1
0
1

0
1

0
1
0

0
0

0
1
1

1
0

1
0

La tabla de estado para el FF T se presenta a continuación. Es muy sencilla: cuando T = 0 el estado de Q no cambia, es decir Q = Q+ (estado de memoria), cuando T = 1,  Q es complementada y, por lo tanto, Q+ = Q’.

Tabla de estado para el FF T
T
Q
Q+
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0

De la tabla de estado anterior, se obtiene la siguiente ecuación característica para el FF T

Q+ = T ’Q + TQ´ = T Å Q

Ahora bien, analicemos un poco más el comportamiento del FF T y tratemos de responder la siguiente pregunta: ¿Qué pasa si T=1 por mucho tiempo?

Los valores de S y R cambiarían constantemente de la siguiente manera:

S =   0-> 1 -> 0 -> 1
R=    1-> 0 ->1 -> 0

es decir, el FF empezaría a oscilar y por tanto no mantendría el estado (inestable.) Por lo tanto, la mayoría de los FF utilizan un reloj para determinar en que momento se tomará en cuenta el valor que se encuentre en la entrada del FF. La siguiente figura muestra un FF T con reloj (CK)

                                          
Nótese que la entrada marcada como CK tiene un círculo. Este círculo indica que el FF tomará en cuenta la entrada del FF cuando el pulso del reloj sea cero (0). Si es uno (1), la entrada no será tomada en cuenta.


Flip-Flop   J-K

El flip-flop J-K es una mezcla entre el flip-flop S-R y el flip-flop T. Esto ocurre de la siguiente manera:

http://homepage.cem.itesm.mx/pchavez/material/arqui/_themes/blueprnt/blubul1a.gif
En J=1, K=1  actúa como Flip-flop T
http://homepage.cem.itesm.mx/pchavez/material/arqui/_themes/blueprnt/blubul1a.gif
De otra forma, actúa como flip-flop S-R


La tabla de estado aparece a continuación. Note que es muy parecida a la del FF S-R solo que ahora los estados de J=1 y K=1 sí son validos.

Tabla de estado del FF J-K

J
K
Q
Q+
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0

De la tabla anterior se obtiene la siguiente ecuación característica mediante mapas de Karnaugh:  . Este flip-flop es uno de los más comunes con reloj. 


Flip-Flop D (Delay)
El flip-flop D  es uno de los FF más sencillos. Su función es dejar pasar lo que entra por D, a la salida Q, después de un pulso del reloj. Es, junto con el FF J-K, uno de los flip-flops mas comunes con reloj. Su tabla de estado se muestra a continuación:

D
Q
Q+
0
0
0
0
1
0
1
0
1
1
1
1



Inicialización de Flip-Flops

Cuando se están utilizando flip-flops en la construcción de circuitos, es necesario poder controlar el momento en el que un FF empieza a funcionar y el valor con el que inicia su secuencia. Para esto, los flip-flops cuentan con dos entradas que le permiten al diseñador seleccionar los valores iniciales del FF y el momento en el que empieza a funcionar. Estas entradas son llamadas en Inglés: Clear y Preset.