Circuit digital

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca

Els circuits digitals són circuits elèctrics basats en un nombre discret de nivells de voltatge. En la majoria dels casos hi ha dos nivells: un pròxim als zero volts i un altre a un nivell més elevat depenent del voltatge d'alimentació. Aquests dos nivells sovint es representen com a L (de l'anglès low, baix) i H (de l'anglès high, alt). Els circuits digitals formen el nucli del que es coneix com Electrònica digital.

Nivells[modifica | modifica el codi]

Els dos nivells de voltatge s'usen per a la representació en binari dels nombres 0 i 1. En lògica binària activa a nivell alt, la L representa el nombre binari 0 i la H el binari 1. En lògica activa a nivell baix la representació és a l'inrevés. És corrent permetre certa tolerància en els nivells de voltatge emprats; per exemple, de 0 a 2 volts poden representar un 0 lògic, i de 3 a 5 volts un 1 lògic. Un voltatge de 2 a 3 volts podria ser invàlid i sols es donaria en una fallada o en una transició de nivell lògic, ja que la majoria de circuits no són purament resistius i, per tant, no poden canviar instantàniament de nivell de voltatge. Tanmateix, són pocs els circuits que poden detectar aquesta fallada i la majoria la interpretarà aleatòriament com un 0 ó un 1.

Exemples de nivells lògics binaris:

Tecnologia Voltatge L Voltatge H Notes
CMOS 0V a VCC/2 VCC/2 a VCC VCC = voltatge alimentació
TTL 0V a 0.8V 2V a VCC VCC va de 4.75V fins 5.25V

Construcció[modifica | modifica el codi]

És possible construir circuits digitals en formes distintes a l'electrònica. En principi, qualsevol tecnologia que puga representar dos estats discrets i realitzar operacions booleanes podria ser emprat per construir un circuit lògic. Existeixen versions hidràuliques, pneumàtiques i mecàniques de portes lògiques per a aquelles situacions que no permeten l'ús d'electricitat. La lògica amb fluids s'usa en maquinari militar que hagi d'estar sotmès a impulsos electromagnètics que podrien destruir qualsevol circuit elèctric.

Sistemes lògics[modifica | modifica el codi]

Es poden construir sistemes lògics mitjançant l'òptica, el magnetisme, la química, bioquímica i els sistemes quàntics. En qualsevol cas, la funció lògica desitjada pot trobar-se en les interaccions dels components físics. Per exemple si calen dos enzims en particular per evitar la construcció d'una determinada proteïna, podríem dir que és l'equivalent biològic d'una porta "NAND".

Els circuits digitals són la implementació més comuna de l'àlgebra de Boole i és la base de tots els ordinadors digitals (vegeu porta lògica).

A més poden usar-se per processar informació sense connectar-se a un ordinador. S'anomena a aquest tipus "lògica aleatòria".

Desenvolupaments recents[modifica | modifica el codi]

El descobriment de la superconductivitat ha possibilitat el desenvolupament de la tecnologia de circuits quàntics (Basats a la tecnologia RSFQ Rapid single flux quantum) , que usen les unions Josephson en comptes de transistors. Últimament s'intenta construir sistemes de computació òptica, usant elements òptics no lineals.