PROGRAMA DE MATERIA OBJETIVOS PARTICULARES

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1 DATOS DE IDENTIFICACIÓN MATERIA: CENTRO ACADÉMICO: DEPARTAMENTO ACADÉMICO: AMPLIFICADORES OPERACIONALES CIENCIAS BÁSICAS SISTEMAS ELECTRÓNICOS PROGRAMA EDUCATIVO: AÑO DEL PLAN DE ESTUDIOS: 2003 SEMESTRE: 7 ÁREA ACADÉMICA: ELECTRÓNICA ANALOGICA ING. EN ELECTRONICA PERIODO EN QUE SE IMPARTE: HORAS SEMANA T/P: 2/5 CRÉDITOS: 9 MODALIDAD EDUCATIVA EN LA QUE SE IMPARTE: ELABORADO POR: REVISADO Y APROBADO POR LA ACADEMIA DE: PRESENCIAL AVR,ELD,JAZM,GD,IPG,JP,MAIP HARDWARE NATURALEZA DE LA MATERIA: FECHA DE ACTUALIZACIÓN: CLAVE DE LA MATERIA: AGOSTO - DICIEMBRE OBLIGATORIA 19 ABRIL 2012 DESCRIPCIÓN GENERAL Se trata de un curso teórico-práctico donde se busca que el alumno conozca ampliamente las características de los amplificadores operacionales, sus configuraciones de conexión y su gran cantidad de aplicaciones. OBJETIVO (S) GENERAL (ES) Al finalizar el curso el alumno conocerá el funcionamiento y características de los Amplificadores Operacionales así como su amplia gama de aplicaciones prácticas. 1. Conocer el Amplificador de diferencias. 2. Estudiar las características del modelo ideal de un Amplificador Operacional real. 3. Interpretar los parámetros de su hoja de datos (voltajes y corrientes de offset, slew rate, relación señal-ruido, ancho de banda, etc.). 4. Estudiar y construir las configuraciones de conexión (Amplificador inversor, no inversor, sumadores, restadores, integradores, diferenciadores, etc.). 5. Estudiar la retroalimentación negativa y positiva. 6. Conocer las aplicaciones no lineales (comparadores, amplificadores logarítmicos). 7. Estudiar y construir convertidores A/D y D/A. 8. Obtener y construir funciones de transferencia y respuesta en frecuencia. 1 de 6

2 9. Diseñar y construir filtros activos. DE APRENDIZAJE UNIDAD TEMÁTICA I: PAR DIFERENCIAL ( 20 HORAS ) 1. Diseñará fuentes de corriente constantes. 2. Conocerá la construcción básica de un amplificador diferencial. 3. Analizará y diseñará circuitos amplificadores diferenciales con los distintos tipos de transistores. 4. Analizará el comportamiento de un amplificador diferencial en pequeña señal. 5. Conocerá y demostrará los parámetros más importantes del par diferencial. 6. Determinará el comportamiento de un amplificador diferencial en función de la frecuencia. 1 Fuentes de corriente y espejos de corriente. 2 El par diferencial. 3 Amplificador diferencial con BJT. 4 Amplificador diferencial con MOS. 5 Análisis de DC. 6 Análisis en pequeña señal. 6.1 Ganancia de Voltaje. 6.2 Impedancia de entrada. 6.3 Impedancia de salida. 6.4 Razón de rechazo en modo común 7 Otros parámetros del par diferencial 7.1 Voltaje de saturación 7.2 Producto ganancia ancho de banda 7.3 Corriente de fuga y polarización. 8 Análisis en frecuencia. UNIDAD TEMÁTICA II: EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL ( 5 HORAS ) 1. Conocerá las características más importantes e un amplificador operacional. 2. Analizará y minimizará los efectos del voltaje de offset. 1 Introducción a los amplificadores operacionales. 1.1 Características ideales de un amplificador operacional. 1.2 Características reales de un amplificador 2 de 6

3 3. Analizará y minimizará los efectos de la corriente de polarización. 4. Identificará los parámetros descritos en las hojas técnicas de los amplificados operacionales. 5. Conocerá el circuito equivalente para un amplificador operacional. operacional 2 Voltajes de saturación. 3 Corriente de offset. 4 Corriente de deriva. 5 Especificaciones del amplificador operacional. UNIDAD TEMÁTICA III: CIRCUITOS CON AMPLIFICADORES OPERACIONALES ( 30 HORAS ) 1. Conocerá, analizará y diseñará distintas aplicaciones de amplificadores operacionales con retroalimentación negativa. 2. Conocerá y analizará circuitos comparadores en lazo abierto de un amplificador operacional. 3. Analizará el comportamiento de un disparador de schmitt 1 Retroalimentación negativa. 1.1 Amplificador inversor. 1.2 Amplificador no inversor. 1.3 Amplificador sumador inversor. 1.4 Amplificador sumador no inversor 1.5 Seguidor de voltaje. 1.6 Amplificador diferencial. 1.7 Amplificador integrador. 1.8 Amplificador diferenciador. 1.9 Amplificador de instrumentación Convertidor D/A 1.11 Rectificador de pequeña señal Amplificador logarítmico Amplificador logarítmico con compensación de temperatura Servoamplificadores (controlador PI, PID). 2. Lazo abierto 2.1 Características de los comparadores. 2.2 Detector de cruce por cero. 2.3 Comparadores de nivel. 3 de 6

4 2.4 Detectores de ventana (Histéresis). 2.5 Convertidor A/D 3. Retroalimentación positiva. 3.1 Disparador Schmitt. UNIDAD TEMÁTICA IV: RESPUESTA EN FRECUENCIA DEL AMPLIFICADOR OPERACIONAL ( 5 HORAS ) Al término de la unidad él(la) alumno(a): 1. Analizará las redes de compensación para un amplificador operacional. 2. Analizará el comportamiento del amplificador operacional en régimen de la frecuencia. 1. Introducción. 2. Redes de compensación. 3. Respuesta de los amplificadores operacionales compensados internamente. 4. Respuesta de los amplificadores operacionales no compensados internamente. 5. Ganancia de circuito abierto en función de la frecuencia. 6. Ganancia de circuito cerrado en función de la frecuencia. 7. Diagramas de Bode. 8. Circuitos CAG. UNIDAD TEMÁTICA V: APLICACIÓN DE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES ( 20 HORAS ) Al término de la unidad él (la) alumno(a) 1. Conocerá algunas aplicaciones de los amplificadores operacionales. 2. Diseñará circuitos con amplificadores operacionales. 3. Conocerá los diferentes tipos de filtros activos. Y el significado de la frecuencia de corte. 4. Analizará las diferentes configuraciones de filtros. 5. Obtendrá la función de transferencia de los distintos filtros. 6. Clasificará los filtros de acuerdo a la ubicación de sus polos. 7. Analizará y diseñará filtros activos de orden superior. 1 Convertidor voltaje a corriente. 2 Convertidor de corriente a voltaje. 3 Filtros. 3.1 Introducción 3.2 Frecuencia de corte. 4 Filtros activos. 4.1 Pasa-altas. 4.2 Pasa-bajas. 4.3 Pasa-banda. 4.4 Supresor de banda. 4.5 Desfasador 5 Clasificación de los filtros de acuerdo a la ubicación de sus polos. 5.1 Butterword. 5.2 Chevichev. 5.3 Cauer. 6 Respuesta en frecuencia de los filtros. 6.1 Diagrama de Magnitud. 6.2 Diagrama de Fase. 4 de 6

5 8. Analizará osciladores. 9. Diseñará osciladores. 7 Filtros de orden superior. 8 Osciladores. 8.1 Introducción 8.2 Principio. 8.3 Tipos. METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA - APRENDIZAJE 1. Con el apoyo de la bibliografía seleccionada, el maestro expondrá de manera oral los temas establecidos por el programa. 2. Para auxiliarse en la exposición el profesor utilizará medios gráficos y computacionales que se encuentren al alcance. 3. El alumno realizará ejercicios que reafirmen los conocimientos adquiridos. RECURSOS DIDÁCTICOS Exposiciones verbales por parte del profesor ( X ) Exposiciones verbales por parte del alumno ( X ) Realización de trabajos por parte del alumno ( X ) Realización de lecturas por parte del alumno ( X ) Desarrollo de prácticas extra-clase ( X ) Desarrollo de estudios de campo por parte del alumno ( X ) Desarrollo de prácticas de laboratorio. ( X ) Desarrollo de un proyecto integrador ( X ) EVALUACIÓN DE LOS APRENDIZAJES La evaluación debe ser diagnóstica, formativa y sumaria bajo los siguientes lineamientos sugeridos: Promedio de los 3 exámenes parciales 50 % Laboratorio 20 % Proyecto final 15 % Trabajos y tareas 15 % NOTA: Para tener derecho a examen, es necesario asistir por lo menos al 80% de las sesiones programadas. BÁSICAS: 1. Op-amps and linear Integrated Circuits. Gayakwad, Ramakant A. New Jersey Prentice Hall 2000 Xv, 543 p.il.24cm 5 de 6

6 2. Amplificadores operacionales y circuitos integrados lineales. Robert F. Coughlin, Frederick F. Driscoll, Raúl Bautista Gutiérrez. Pearson Education, páginas. COMPLEMENTARIAS: 1. IC Op-Amp Cookbook. Walter G. Jung. Prentice Hall. 2. El amplificador operacional. Julio Forcada G. Alfaomega. 3. Design of analog filters. Rolf Schaumann. Oxford. 4. Operational Amplifiers. Design and Applicationes. Gene E. Tobey. Mc Graw Hill. 5. Circuitos micro-electrónicos. Adel S. Sedra, Oxford. 6 de 6