EA - Electrónica Analógica

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1 Unidad responsable: EET - Escuela de Ingeniería de Terrassa Unidad que imparte: EEL - Departamento de Ingeniería Electrónica Curso: Titulación: 2015 GRADO EN INGENIERÍA DE SISTEMAS AUDIOVISUALES (Plan 2009). (Unidad docente Obligatoria) Créditos ECTS: 6 Idiomas docencia: Catalán, Castellano Profesorado Responsable: Otros: José Antonio Soria Pérez José Antonio Soria Pérez Requisitos Haber cursado la asignatura de Componentes y Circuitos Electrónicos (Código: ) y Análisis de Fourier y Ecuaciones Diferencialse (Código: ), dominar las técnicas de Análisis de Circuitos Electrónicos en régimen continuo (DC) y saber aplicar los métodos de la Transformada de Laplace y de Fourier se consideran fundamentales para entender los conceptos básicos y seguir la asignatura durante el curso Competencias de la titulación a las cuales contribuye la asignatura Específicas: CE04. AUD_BÁSICA: 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 materiales y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería. Metodologías docentes Las horas de aprendizaje dirigido consisten, por un lado, a dar clases teóricas (grupo grande) en qué el profesorado hace una breve exposición para introducir los objetivos de aprendizaje generales relacionados con los conceptos básicos de la materia. Posteriormente y mediante ejercicios prácticos intenta motivar e involucrar el estudiante para que participie activamente en su aprendizaje. Se utiliza material de apoyo en formato de plan docente detallado, mediante ATENEA: objetivos de aprendizaje por contenidos, conceptos, ejemplos, programación de actividades de evaluación y de aprendizaje dirigido y bibliografía. De la otra, a la misma aula se dan clases de problemas en qué se trabaja, en general, en grupos de 3 o 5 miembros, mediante la resolución de ejercicios o problemas numéricos, relacionados con los objetivos específicos de aprendizaje de cada uno de los contenidos de la asignatura. En estas sesiones de problemas se pretende incorporar algunas competencias genéricas, como por ejemplo la competencia de trabajo en equipo. Por esto se desarrollan técnicas de aprendizaje cooperativo al aula. El último tipo de horas de aprendizaje dirigido consiste en realizar prácticas de laboratorio, que se hacen en parejas, y permiten desarrollar habilidades básicas de tipo instrumental a un laboratorio electrónico, así como iniciar al estudiante en la aplicación del método de diseño electrónico al laboratorio. En general, antes y tras cada sesión se proponen tareas fuera del aula, que se deben trabajar o bien individualmente o bien en grupo y que son la base de las actividades dirigidas. También hace falta considerar otras horas de aprendizaje autónomo como por ejemplo las que se dedican a las lecturas orientadas, la resolución de los problemas propuestos. Objetivos de aprendizaje de la asignatura Al acabar la asignatura el estudiante o estudiante debe ser capaz de: - Analizar y Diseñar circuitos analógicos, fuentes de alimentación y convertidores de potencia. - Entender el funcionamiento de los principales componentes y dispositivos electrónicos de estos tipos de circuitos. 1 / 8

2 - Usar herramientas de simulación por el análisis y diseño de este circuitos. - Medir al laboratorio las características de los sistemas electrónicos analógicos y de potencia. - Diseñar sistemas por obtener energía renovable, fundamentalmente la solar. Horas totales de dedicación del estudiantado Dedicación total: 150h Horas grupo grande: 30h 20.00% Horas grupo mediano: 0h 0.00% Horas grupo pequeño: 30h 20.00% Horas actividades dirigidas: 6h 4.00% Horas aprendizaje autónomo: 84h 56.00% 2 / 8

3 Contenidos TEMA 1: CIRCUITO TRANSFORMADO DE LAPLACE Dedicación: 17h Grupo grande/teoría: 3h Grupo pequeño/laboratorio: 4h Aprendizaje autónomo: 10h 1.1 Análisis de circuitos mediante Transformada de Laplace 1.2 Régimen transitorio y permanente 1.3 Funciones de transferencia 1.4 Diagramas de Bode Actividad 2. Simulación en el laboratorio. Actividad 4: Prueba Parcial 1 TEMA 2: AMPLIFICADORES Y COMPARADORES BASADOS EN AMPLIFICADOR OPERACIONAL Dedicación: 18h Grupo grande/teoría: 4h Grupo pequeño/laboratorio: 4h Aprendizaje autónomo: 10h 2.1 Amplificador Operacional (OPAMP) 2.2 Amplificadores básicos basados en OPAMP 2.3 Amplificadores sumadores y restadores (diferenciales) 2.4 El OPAMP como comparador 2.5 Amplificadores de corriente y convertidores IV y VI 2.6 Prestaciones y limitaciones del OPAMP real Actividad 2. Simulación y medidas en el laboratorio. Actividad 4: Prueba Parcial 1 3 / 8

4 TEMA 3: FILTROS ACTIVOS DE SEÑAL Dedicación: 17h Grupo grande/teoría: 4h Grupo pequeño/laboratorio: 3h Aprendizaje autónomo: 10h 3.1 Filtros pasivos de primer y segundo orden 3.2 Filtros activos de primer orden. Integrador y derivador 3.3 Filtros paso bajo y paso alto de orden 2 y superior 3.4 Filtros pass-banda 3.5 Filtros de variables de estado Actividad 2: Simulación y medidas en el Laboratorio. Actividad 4: Prueba Parcial 1 TEMA 4: CIRCUITOS DE MODULACIÓN Y DEMODULACIÓN Dedicación: 23h Grupo grande/teoría: 4h Grupo pequeño/laboratorio: 4h Actividades dirigidas: 3h Aprendizaje autónomo: 12h 4.1 Teoría de modulación de señales. 4.2 Circuito analógico de modulación. 4.3 Receptor analógico 4.4 Rectificador y detector de envolvente 4.5 Receptor digital Actividad 2: Simulación y medidas en el Laboratorio. Actividad 3: Diseño de aplicación real Actividad 4: Prueba Parcial 1 4 / 8

5 TEMA 5: FUENTES DE ALIMENTACION LINEALES Dedicación: 22h Grupo grande/teoría: 5h Grupo pequeño/laboratorio: 3h Aprendizaje autónomo: 14h 5.1 Introducción. Esquema general de una fuente de alimentación 5.2 Transformador, rectificador de potencia y filtro. 5.3 Estabilizadores y reguladores lineales. 5.4 Reguladores integrados comerciales fijos y ajustables. 5.5 Fuente de alimentación simétrica. Actividad 2: Simulación y medidas en el Laboratorio. Actividad 3: Diseño de aplicación real Actividad 5: Prueba Parcial 2 TEMA 6: FUENTES DE ALIMENTACIÓN CONMUTADAS Dedicación: 24h Grupo grande/teoría: 5h Grupo pequeño/laboratorio: 5h Aprendizaje autónomo: 14h 6.1 Transistores BJT, MOSFET y IGBT en conmutación. Diodo de libre circulación 6.2 Principales topologías de conversión cc / cc. Conducción continua y discontinua. 6.3 Elementos de filtrado. Núcleos magnéticos. 6.4 Reguladores conmutados comerciales. Actividad 2: Simulación y medidas en el Laboratorio. Actividad 3: Diseño de aplicación real Actividad 5: Prueba Parcial 2 5 / 8

6 TEMA 7: ENERGÍAS RENOVABLES: ENERGÍA SOLAR Dedicación: 29h Grupo grande/teoría: 5h Grupo pequeño/laboratorio: 7h Actividades dirigidas: 3h Aprendizaje autónomo: 14h 7.1 Sistemas Fotovoltaicos y termosolares (ACS) 7.2 Esquemas básicos de instalaciones. 7.3 Radiación solar, orientación de los captadores y sombras. 7.4 El generador fotovoltaico. Diodos de bloqueo y de paso. 7.5 Cables, acumuladores, reguladores, onduladores y elementos de protección. Normativas. 7.6 Cálculo de instalaciones fotovoltaicas sencillas. Actividad 2: Montajes de Laboratorios. Actividad 3: Diseño de aplicación real Actividad 5: Prueba Parcial 2 6 / 8

7 Planificación de actividades PRB: Resolución de ejercicios y problemas, individualmente o en grupo Dedicación: 20h Grupo grande/teoría: 10h Aprendizaje autónomo: 10h LAB1: Formularios de Prácticas Dedicación: 60h Grupo pequeño/laboratorio: 30h Aprendizaje autónomo: 30h LAB2: Examen de prácticas Dedicación: 14h Actividades dirigidas: 6h Aprendizaje autónomo: 8h NP1: Primer Parcial Dedicación: 21h Grupo grande/teoría: 3h Aprendizaje autónomo: 18h NP2: Segundo Parcial Dedicación: 21h Grupo grande/teoría: 3h Aprendizaje autónomo: 18h EF: Examen Final Dedicación: 3h Grupo grande/teoría: 3h Sistema de calificación La calificación final es la suma de las calificaciones parciales siguientes: Nota Final = max(0,3*np1 + 0,3*NP2; 0,6*EF) LAB LAB PRB Normas de realización de las actividades - Si no se realiza alguna de las actividades de laboratorio o de evaluación continua, se considerará como no puntuada. - En las pruebas teóricas (NPx) de la asignatura se podrá utilizar el formulario de la asignatura que habrá que descargar de Atenea 7 / 8

8 Bibliografía Básica: Fiore, James M. Amplificadores operacionales y circuitos integrados lineales: teoría y aplicación. Madrid: Thomson Paraninfo, ISBN Tomasi, Wayne. Sistemas de comunicaciones electrónicas. 4ª ed. México D.F: Pearson, ISBN Chester Simpson. Linear and switching voltage regulator fundamentals. Abella, Miguel Alonso. Sistemas fotovoltaicos: introducción al diseño y dimensionado de instalaciones de energía solar fotovoltaicas. 2ª edición. Madrid: Publicaciones Técnicas, ISBN Complementaria: Rashid, Muhammad H. Circuitos microelectrónicos: análisis y diseño. Madrid: International Thomson, ISBN Luque, A.; Hegedus, S. (eds.). Handbook of photovoltaic science and engineering [en línea]. Chichester: John Wiley & Sons, 2003 [Consulta: 16/05/2014]. Disponible a: < ISBN Mohan, Ned; Undeland, Tore M.; Robbins, William P. Power electronics: converters, applications and design. 2nd edition. New York: John Wiley & Sons, ISBN / 8