Plan de la Asignatura ELECTRÓNICA DE COMUNICACIONES INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIÓN. QUINTO CURSO

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1 Departamento de Electrónica y Electromagnetismo. E.S.I. Universidad de Sevilla. 1 Plan de la Asignatura ELECTRÓNICA DE COMUNICACIONES INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIÓN. QUINTO CURSO Departamento de Electrónica y Electromagnetismo Escuela Superior de Ingenieros Universidad de Sevilla Curso A) PROFESORADO José Manuel de la Rosa Utrera Angel Rodríguez Vázquez B) RESEÑA METODOLÓGICA La asignatura Electrónica de Comunicaciones se imparte en el quinto curso de la titulación de Ingeniería de Telecomunicación. El tiempo de docencia es de 2 horas semanales impartidas durante todo el curso. Los contenidos teóricos de dicha asignatura se ven complementados por el desarrollo de al menos una práctica por tema. Las clases de aula (teóricas y prácticas) se complementan con horas de tutorías de los profesores implicados, en las que el alumno puede consultar dudas de forma personalizada, pedir explicaciones adicionales sobre la materia no suficientemente comprendida, o recibir ayuda en la realización de aquellos problemas o prácticas en los que haya encontrado dificultades. La asignatura está dirigida a alumnos con una formación básica en Electrónica, sus componentes básicos y las técnicas de diseño para circuitos analógicos y digitales, así como en las arquitecturas y operación de sistemas de comunicación. El objetivo de la asignatura es profundizar en el análisis y diseño de los circuitos microelectrónicos usados en sistemas de comunicación, prestando atención tanto a su operación como entes aislados como a la problemática derivada de su incorporación en tales sistemas. La descripción de la operación así como la problemática de análisis están orientados mayormente hacia el diseño monolítico de dichos circuitos en tecnologías VLSI.

2 Departamento de Electrónica y Electromagnetismo. E.S.I. Universidad de Sevilla. 2 C) EVALUACIÓN Y CALIFICACIÓN La evaluación de la asignatura se hará de forma continua. Cada conjunto de temas irá acompañado de un trabajo teórico-práctico, que cada alumno deberá desarrollar, y discutir posteriormente con el profesor en base a entrevistas personales. Asimismo, deberá entregarse una memoria de cada uno de los trabajos realizados. Los alumnos que realicen trabajos opcionales entregarán al final una memoria detallada de los resultados obtenidos, y podrán ser entrevistados por el profesor para su discusión. Dichos trabajos podrán aumentar la nota final de la asignatura. D) PROGRAMA PARTE I: INTRODUCCIÓN A LOS CIRCUITOS ELECTRÓNICOS PARA COMUNICA- CIONES Tema 1: Introducción a la Electrónica de Comunicaciones Sistemas de comunicación actuales: técnicas de modulación, estándares. Tendencias en arquitecturas de transceptores y modems xdsl. Motivación hacia el diseño de circuitos integrados para sistemas de comunicación-sobre-chip ( sytems-on-chip ). Ejemplos comerciales. Problemática del diseño de circuitos electrónicos para comunicaciones. Objetivos de la asignatura. Tema 2: Ruido en circuitos electrónicos. Conceptos básicos. Análisis de ruido en el dominio de la frecuencia. Fuentes de ruido en circuitos electrónicos. Modelos de ruido para dispositivos microelectrónicos. Técnicas de diseño para bajo ruido. Ruido en amplificadores. Equivalentes vn-in para ruido en amplificadores. SNR y figura de ruido en amplificadores de tensión e intensidad. Efectos del muestreo en el ruido. Técnicas de diseño para bajo ruido. Tema 3: Distorsión en circuitos electrónicos. Distorsión en circuitos para comunicaciones. Fenomenología y conceptos básicos. Distorsión en el caso estático. Armónicos. Compresión de la ganancia. Crosmodulación e intermodulación. Interferencia intersimbólica. Distorsión en el caso dinámico. Técnica de la función de descripción y balance armónico. Series de Volterra.

3 Departamento de Electrónica y Electromagnetismo. E.S.I. Universidad de Sevilla. 3 PARTE II: DISEÑO DE CIRCUITOS PARA EL ACONDICIONAMIENTO DE LA SEÑAL Tema 4: Diseño de amplificadores de bajo ruido: LNAs. Consideraciones generales. Diseño de LNAs CMOS. Diseño de LNAs bipolares. Tema 5: Osciladores y PLLs Conceptos y arquitecturas. Control automático de la ganancia. Control electrónico de la frecuencia: VCOs. Diseño de circuitos osciladores para comunicaciones. Ruido de fase. Problemática de la integración de osciladores. Inductores integrados. Ejemplos CMOS y bipolares. Tema 6: Sintetizadores de frecuencia: PLLs. PLLs: conceptos y configuraciones básicas. Aplicaciones. Análisis en pequeña señal de PLLs. Rangos de captura. Principales arquitecturas de sintetizadores RF. Ejemplos de diseño. Tema 7: Filtros. Tipos de filtros y estilos de diseño. Bloques básicos para filtros monolíticos. Consideraciones tecnológicas. Estudio comparativo de integradores. Ruido y distorsión. Problemática de diseño. Sintonía on-chip. Filtros adaptativos. Tema 8: Moduladores y mezcladores. Fundamentos de circuitos mezcladores para traslación en frecuencia. Circuitos mezcladores CMOS, bipolares y BiCMOS. Celda de Gilbert. Moduladores digitales. Ejemplos de diseño. Tema 9: Demoduladores y detectores. Circuitos demoduladores de AM usando multiplicadores. Detección síncrona de AM. Detectores de pico. Ejemplos de diseño. Circuitos demoduladores de FM usando multiplicadores. Detección offpeak. Ejemplos de diseño. Demoduladores digitales.

4 Departamento de Electrónica y Electromagnetismo. E.S.I. Universidad de Sevilla. 4 PARTE III: CIRCUITOS DE ENTREFASE ANALOGICA/DIGITAL Tema 10: Comparadores. Conceptos básicos. Análisis y caracterización de las fuentes de error. Técnicas de diseño. Clasificación de arquitecturas: comparadores de una etapa. Comparadores Multietapa. Comparadores con realimentación positiva. Comparadores regenerativos. Comparadores en modo corriente: conceptos y arquitecturas. Tema 11: Conceptos básicos de convertidores de datos. Muestreo y retención: errores, ruido y distorsión. Cuantización: espectro de señales cuantizadas. Caracterización estática y dinámica de convertidores de datos. Especificaciones de convertidores de datos para comunicaciones. Ejemplos para ADSL y receptores de radio digitales. Tema 12: Convertidores A/D. Revisión de arquitecturas principales: convertidores flash, semi-flash, folding, interpolativos, pipelined y de sobremuestreo sigma-delta. Arquitecturas híbridas y entrelazadas en el tiempo. Arquitecturas de convertidores sigma-delta paso de banda para receptores digitales. Diseño de convertidores CMOS para xdsl. Técnicas de circuito: condensadores en conmutación ( switched-capacitor SC), corrientes en conmutación ( switched-current SI), tiempo continuo. Fuentes de error y ejemplos de diseño. Tema 13: Convertidores D/A. Revisión de arquitecturas principales: convertidores de Nyquist, binaryweighted, de código termométrico, híbridas, algorítmicas, pipelined y de sobremuestreo. Técnicas de circuitos. Consideraciones tecnológicas. Fuentes de error. Técnicas de diseño. Calibración. E) BIBLIOGRAFÍA [Abid99]A.A. Abidi, P.R. Gray and R.G. Meyer: Integrated Circuits For Wireless Communications. New York: IEEE Press,1999. [Bake98]Baker et al. CMOS: Circuit design, Layout and Simulation, IEEE Press, [Gray93]P. R. Gray and R.G. Meyer: Analysis and Design of Analog Integrated Circuits (3rd edition). Singapore: Wiley, [Greg99]R. Gregorian: Introduction to CMOS Op-amps and Comparators. John Wiley&Sons, 1999.

5 Departamento de Electrónica y Electromagnetismo. E.S.I. Universidad de Sevilla. 5 [Gust00]M. Gustavsson, J.J. Wikner, N. Tan: CMOS Data Converters for Communications, Kluwer, [Hayk94]S. Haykin: Communication Systems. New York: John Wiley&Sons, 1994 (Third Edition). [Lake94]K.R. Laker and W.M.C. Sansen: Design of Analog Integrated Circuits and Systems. New York: McGraw-Hill, [Leac94]W.M. Leach, Jr.: Fundamentals of Low-Noise Analog Circuit Design. Proceedings of the IEEE, Vol. 82, pp , October [Mede99]F. Medeiro, B. Pérez-Verdú and A. Rodríguez-Vázquez: Top-Down Design of High-Performance Sigma-Delta Modulators. Kluwer Academics Publishers, [Motc93]C.D. Motchenbacher and J.C. Connelly: Low-Noise Electronic System Design. New York: Wiley, [Nors97]S.R. Norsworthy, R. Schreier, G.C. Temes: Delta-Sigma Converters. Theory, Design and Simulation, New York, IEEE Press, [Pede91]D.O. Pederson and K. Mayaran: Analog Integrated Circuits for Communication: Principles, Simulation and Design. Kluwer, [Plass94]R.J. van de Plassche: Integrated Analog-to-Digital and Digital-to-Analog Converters. Dordrecht: Kluwer, [Raza95]B. Razavi: Principles of Data Conversion System Design. New York: IEEE Press, [Raza98]B. Razavi: RF Microelectronics. Prentice Hall, [Raza01]B. Razavi: Design of Analog CMOS Integrated Circuits. McGraw-Hill International Edition, [Scha90]R. Schaumann, M.S. Ghausi and K.R. Laker: Design of Analog Filters: Passive, Active RC and Switched-Capacitor. Englewood Cliffs: Prentice-Hall, [Sche80]M. Schetzen: The Volterra and Wiener Theories of NonLinear Systems, Krieger Publishing Company, [Umbe89]R. Unbehauen and A. Cichocki: MOS Switched-Capacitor and Continuous-Time Integrated Circuits and Systems. Berlin: Springer-Verlag, [Wein80]D.E. Weiner and J.F. Spina: Sinusoidal Analysis and Modeling of Weakly Nonlinear Circuits. New York: Van Nostrand, [Will95]S.D. Willingham and K. Martin, Integrated Video-Frequency Continuous-Time Filters: High-Performance Realizations in BiCMOS. Kluwer Academics Publishers, 1995.