ET - Electrónica en las Telecomunicaciones

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1 Unidad responsable: Unidad que imparte: Curso: Titulación: Créditos ECTS: EETAC - Escuela de Ingeniería de Telecomunicación y Aeroespacial de Castelldefels EEL - Departamento de Ingeniería Electrónica GRADO EN INGENIERÍA DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIÓN (Plan 2009). (Unidad docente Obligatoria) GRADO EN INGENIERÍA TELEMÁTICA (Plan 2009). (Unidad docente Obligatoria) GRADO EN INGENIERÍA DE SISTEMAS AEROESPACIALES/GRADO EN INGENIERÍA DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIÓN - INGENIERÍA TELEMÁTICA (AGRUPACIÓN DE SIMULTANEÏDAD) (Plan 2015). (Unidad docente Obligatoria) GRADO EN INGENIERÍA DE SISTEMAS AEROESPACIALES/GRADO EN INGENIERÍA TELEMÁTICA (Plan 2015). (Unidad docente Obligatoria) GRADO EN INGENIERÍA DE SISTEMAS AEROESPACIALES/GRADO EN INGENIERÍA DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIÓN (Plan 2015). (Unidad docente Obligatoria) 6 Idiomas docencia: Catalán, Castellano Profesorado Responsable: Otros: Definit a la infoweb de l'assignatura. Definit a la infoweb de l'assignatura. Capacidades previas La asignatura está planificada suponiendo que los estudiantes no han tenido ningún contacto previo con los temas que se tratan. Requisitos CÁLCULO - Correquisito FÍSICA - Correquisito Competencias de la titulación a las cuales contribuye la asignatura Específicas: 1. CE 4 TELECOM. Comprensión y dominio de los conceptos básicos de sistemas lineales y las funciones y transformadas relacionadas, teoría de circuitos eléctricos, circuitos electrónicos, principio físico de los semiconductores y familias lógicas, dispositivos electrónicos y fotónicos, tecnología de los materiales y su aplicación para resolución de problemas propios de la ingeniería. (CIN/352/2009, BOE ) Genéricas: 7. USO EFICIENTE DE EQUIPOS E INSTRUMENTACIÓN - Nivel 1: Utilizar correctamente instrumental, equipos y software de los laboratorios de uso general o básicos. Realizar los experimentos y prácticas propuestos y analizar los resultados obtenidos. Transversales: 2. APRENDIZAJE AUTÓNOMO - Nivel 1: Llevar a cabo tareas encomendadas en el tiempo previsto, trabajando con las fuentes de información indicadas, de acuerdo con las pautas marcadas por el profesorado. 3. COMUNICACIÓN EFICAZ ORAL Y ESCRITA - Nivel 1: Planificar la comunicación oral, responder de manera adecuada a las cuestiones formuladas y redactar textos de nivel básico con corrección ortográfica y gramatical. 5. TRABAJO EN EQUIPO - Nivel 1: Participar en el trabajo en equipo y colaborar, una vez identificados los objetivos y las responsabilidades colectivas e individuales, y decidir conjuntamente la estrategia que se debe seguir. 6. USO SOLVENTE DE LOS RECURSOS DE INFORMACIÓN - Nivel 1: Identificar las propias necesidades de información 1 / 10

2 y utilizar las colecciones, los espacios y los servicios disponibles para diseñar y ejecutar búsquedas simples adecuadas al ámbito temático. Metodologías docentes El curso combina las siguientes metodologías docentes: - Sesiones expositivas a cargo del profesor. - Aprendizaje autónomo, realizando actividades de consolidación en casa con material de autoaprendizaje. - Autoevaluación y coevaluación entre compañeros de algunas de las entregas. - Aprendizaje basado en proyectos, desarrollando un proyecto en equipo durante las últimas semanas del curso. - Aprendizaje basado en la experimentalidad, ya que una buena parte del curso se desarrolla en el laboratorio. Objetivos de aprendizaje de la asignatura 1. Describir señal eléctrica y la relación de una señal eléctrica con la transmissión de información. 2. Describir diferencia de potencial, intensidad de corriente y potencia eléctrica, sus unidades y los factores multiplicativos correspondientes. 3. Describir el convenio de signos del elemento pasivo. 4. Describir los elementos de circuito siguientes: resistencia, fuente independiente de tensión, fuente independiente de corriente, cable, interruptor, fuente controlada lineal de tensión, fuente controlada lineal de corriente. 5. Explicar el concepto de amplificador eléctrico. 6. Describir los cuatro tipos de amplificador eléctrico (tensión-tensión, tensión-corriente o transconductancia, corrientetensión o transresistencia i corriente-corriente) y los modelos eléctricos lineales correspondientes. 7. Analizar circuitos eléctricos de complejidad moderada formados por los elementos mencionados en el Objetivo 4 usando la ley de Ohm y las técnicas siguientes: ley de Kirchoff de tensiones (KVL), ley de Kirchoff de corrientes (KCL), asociaciones serie y paralelo; teorema de la superposición; teorema de Thévenin; teorema de Norton.. 8. Describir el nodo de referencia de un circuito eléctrico y analizar circuitos eléctricos de complejidad moderada formados por los elementos mencionados en el Objetivo 4 que incluyen un nodo de referencia usando la ley de Ohm y las técnicas mencionadas en el Objetivo Modelar situaciones reales simples usando circuitos eléctricos. 10. Identificar los circuitos electrónicos como a sistemas que procesan información. 11. Describir un amplificador operacional y sus tres regiones de operación: región lineal, región de saturación positiva, y región de saturación negativa. 12. Explicar la relación entre la retroalimentación negativa y la región de operación de un amplificador operacional. 13. Describir el modelo ideal del amplificador operacional operando en la región lineal (cortocircuito virtual), el modelo ideal del amplificador operacional operando en la región de saturación positiva y el modelo ideal del amplificador operacional operando en la región de saturación negativa. 2 / 10

3 14. Analizar circuitos eléctricos (con y sin nodo de referencia) constuídos por hasta 2 amplificadores operacionals y por tantos elementos de circuito mencionados en el Objetivo 4 como sea preciso. 15. Describir material semicondutor, impurezas donadoras, impurezas aceptadoras y unión pn. 16. Describir un diodo (de propósito general) y un LED i sus dos regiones de operación de interés: región de polarización directa i región de polarización inversa. 17. Analizar circuitos (con y sin nodo de referencia) rectificadores de media onda y de onda completa en puente basados en diodos y otros circuitos constituídos por hasta 4 diodos/leds, 2 amplificadores operacionals y por tantos elementos de circuito mencionados en el Objetivo 4 como sea preciso. 18. Describir un transistor bipolar de unión (npn y pnp) y sus tres regiones de operación de interés: región activa (también denominada región activa directa), región de saturación y región de corte. 19. Desribir el modelo lineal a tramos de los transistores bipolares de unión (npn y pnp) operando en DC o en baja frecuencia en la región activa, operando en DC o en baja frecuencia en la región de saturación, y operando en DC o en baja frecuencia en la región de corte. 20. Analizar circuitos (con y sin nodo de referencia) constituídos por hasta 2 transistores bipolares (npn y pnp), hasta 4 diodos/leds, hasta 2 amplificadores operacionals y por tantos elementos de circuito mencionados en el Objetivo 4 como sea preciso. Horas totales de dedicación del estudiantado Dedicación total: 150h Horas grupo grande: 39h 26.00% Horas grupo pequeño: 24h 16.00% Horas actividades dirigidas: 3h 2.00% Horas aprendizaje autónomo: 84h 56.00% 3 / 10

4 Contenidos 4 / 10

5 Análisis de circuitos Dedicación: 70h Grupo grande/teoría: 16h 30m Grupo pequeño/laboratorio: 12h Actividades dirigidas: 1h 30m Aprendizaje autónomo: 40h Descripción: 1. Introducción 2. Leyes de Kirchoff 3. Análisis de circuitos de una malla, de circuitos de un par de nodos, y de circuitos amb dos mallas y un bucle 4. Associaciones srie y paralelo 5. Fuentes controladas y modelado de amplificadores 6. Teorema de la superposición 7. Teoremas de Thévenin y de Norton 8. El nodo de referencia Actividades vinculadas: Actividad 1: Actividades en el aula Actividad 2: Actividades de consolidación Actividad 3: Sesiones experimentales y de aplicación Objetivos específicos: 5 / 10

6 1. Describir señal eléctrica y la relación de una señal eléctrica con la transmissión de información. 2. Describir diferencia de potencial, intensidad de corriente y potencia eléctrica, sus unidades y los factores multiplicativos correspondientes. 3. Describir el convenio de signos del elemento pasivo. 4. Describir los elementos de circuito siguientes: resistencia, fuente independiente de tensión, fuente independiente de corriente, cable, interruptor, fuente controlada lineal de tensión, fuente controlada lineal de corriente. 5. Explicar el concepto de amplificador eléctrico. 6. Describir los cuatro tipos de amplificador eléctrico (tensión-tensión, tensión-corriente o transconductancia, corriente-tensión o transresistencia i corriente-corriente) y los modelos eléctricos lineales correspondientes. 7. Analizar circuitos eléctricos de complejidad moderada formados por los elementos mencionados en el Objetivo 4 usando la ley de Ohm y las técnicas siguientes: ley de Kirchoff de tensiones (KVL), ley de Kirchoff de corrientes (KCL), asociaciones serie y paralelo; teorema de la superposición; teorema de Thévenin; teorema de Norton.. 8. Describir el nodo de referencia de un circuito eléctrico y analizar circuitos eléctricos de complejidad moderada formados por los elementos mencionados en el Objetivo 4 que incluyen un nodo de referencia usando la ley de Ohm y las técnicas mencionadas en el Objetivo Modelar situaciones reales simples usando circuitos eléctricos. 6 / 10

7 Componentes electrónicos y circuitos Dedicación: 80h Grupo grande/teoría: 22h 30m Grupo pequeño/laboratorio: 12h Actividades dirigidas: 1h 30m Aprendizaje autónomo: 44h Descripción: 1. Amplificadores operacionales 2. La unión pn 3. Diodos 4. Transistores bipolares de unión Actividades vinculadas: Actividad 1: Actividades en el aula Actividad 2: Actividades de consolidación Actividad 4: Projecto de aplicación Objetivos específicos: 7 / 10

8 10. Identificar los circuitos electrónicos como a sistemas que procesan información. 11. Describir un amplificador operacional y sus tres regiones de operación: región lineal, región de saturación positiva, y región de saturación negativa. 12. Explicar la relación entre la retroalimentación negativa y la región de operación de un amplificador operacional. 13. Describir el modelo ideal del amplificador operacional operando en la región lineal (cortocircuito virtual), el modelo ideal del amplificador operacional operando en la región de saturación positiva y el modelo ideal del amplificador operacional operando en la región de saturación negativa. 14. Analizar circuitos eléctricos (con y sin nodo de referencia) constuídos por hasta 2 amplificadores operacionals y por tantos elementos de circuito mencionados en el Objetivo 4 como sea preciso. 15. Describir material semicondutor, impurezas donadoras, impurezas aceptadoras y unión pn. 16. Describir un diodo (de propósito general) y un LED i sus dos regiones de operación de interés: región de polarización directa i región de polarización inversa. 17. Analizar circuitos (con y sin nodo de referencia) rectificadores de media onda y de onda completa en puente basados en diodos y otros circuitos constituídos por hasta 4 diodos/leds, 2 amplificadores operacionals y por tantos elementos de circuito mencionados en el Objetivo 4 como sea preciso. 18. Describir un transistor bipolar de unión (npn y pnp) y sus tres regiones de operación de interés: región activa (también denominada región activa directa), región de saturación y región de corte. 19. Desribir el modelo lineal a tramos de los transistores bipolares de unión (npn y pnp) operando en DC o en baja frecuencia en la región activa, operando en DC o en baja frecuencia en la región de saturación, y operando en DC o en baja frecuencia en la región de corte. 20. Analizar circuitos (con y sin nodo de referencia) constituídos por hasta 2 transistores bipolares (npn y pnp), hasta 4 diodos/leds, hasta 2 amplificadores operacionals y por tantos elementos de circuito mencionados en el Objetivo 4 como sea preciso. 8 / 10

9 Planificación de actividades ACTIVIDADES EN EL AULA Dedicación: 33h Grupo grande/teoría: 11h Aprendizaje autónomo: 22h Descripción: Consiste en actividades que se realizarán en el aula, intercaladas con las exposiciones del profesor. Estas actividades incluirán problemas y otros ejercicios que requerirán de los conceptos expuestos por el profesor, así como la discusión en grupo de las diferentes soluciones aportadas por los estudiantes. Algunas de las actividades serán evaluables. Material de soporte: Enunciados de problemas y actividades Materiales de apoyo disponible en el campus digital Herramientas de simulación de circuitos Descripción de la entrega esperada y vínculos con la evaluación: TLos estudiantes entregarán el resultado de algunas de estas actividades, las cuales serán evaluadas dentro del apartado Trabajos que aparece en los criterios de evaluación especificados en la infoweb de la assignatura. Objetivos específicos: Aplicar los conceptos aparecidos en las clases expositivas. SESIONES EXPERIMENTALES Y DE APLICACIÓN Dedicación: 61h Actividades dirigidas: 3h Grupo pequeño/laboratorio: 24h Aprendizaje autónomo: 34h Descripción: Durante estas sesiones, los estudiantes realizarán prácticas de laboratorio y otras actividades que les permitan experimentar y aplicar los conocimientos adquiridos en las sesiones de teoría. Se realizarán en equipos de 2 personas. Material de soporte: Instrumentación electrónica Material electrónico PC y sotware de simulación de circuitos Guiones de las prácticas guiadas y del proyecto disponibles al Campus Digital Bibliografía de la asignatura Documentación disponible on-line Descripción de la entrega esperada y vínculos con la evaluación: Cada grupo mantendrá un cuaderno de laboratorio donde registrará su actividad. Este cuaderno se entregará al profesor al menos una vez durante el curso. Esta actividad se evaluará dentro del apartado Laboratorio que aparece en los criterios de evaluación especificados en la infoweb de la asignatura. 9 / 10

10 Objetivos específicos: 7. USO EFICIENTE DE EQUIPOS E INSTRUMENTACIÓN - Nivel 1: Utilizar correctamente instrumental, equipos y software de los laboratorios de uso general o básicos. Realizar los experimentos y prácticas propuestos y analizar los resultados obtenidos. nombre castellano Dedicación: 18h Aprendizaje autónomo: 12h Grupo grande/teoría: 6h Sistema de calificación Se aplicarán los criterios de evaluación definidos en la infoweb de la asignatura Bibliografía Básica: Carlson, A. Bruce. Teoría de circuitos : ingeniería, conceptos y análisis de circuitos eléctricos lineales. Madrid: Ed. International Thomson, ISBN Hayt, William H.; Kemmerly, Jack E.; Durbin, Steven M. Análisis de circuitos en ingeniería. 7ª ed. México D.F. [etc.]: Ed. McGraw Hill, ISBN Complementaria: Mims, Forrest M. Getting started in electronics. 4th ed. Niles, Illinois: Ed. Master Publishing, ISBN Scherz, Paul. Practical electronics for inventors. 2nd ed. London [etc.]: Ed. McGraw-Hill, ISBN Horowitz, Paul; Hill, Winfield. The Art of electronics. 2nd ed. Cambridge [etc.]: Ed. Cambridge University Press, ISBN Boylestad, Robert L; Nashelsky, Louis. Electronic devices and circuit theory. 6th ed. Englewood Cliffs: Ed. Prentice Hall, ISBN Otros recursos: Material de soporte disponible en el campus digital: transparencias, colecciones de ejercicios y exámenes, guiones de prácticas y proyecto, hojas de especificaciones de dispositivos electrónicos. Manuales de instrumentos en formato electrónico. Software de Proteus de simulación de circuitos electrónicos Documentación facilitada para fabricantes de componentes y dispositivos electrónicos 10 / 10