UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE SINALOA FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS CARRERA: LICENCIATURA EN ELECTRÓNICA PROGRAMA DE ESTUDIOS

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1 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE SINALOA FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS CARRERA: LICENCIATURA EN ELECTRÓNICA PROGRAMA DE ESTUDIOS 1. DATOS DE IDENTIFICACIÓN UNIDAD DE APRENDIZAJE ELECTRÓNICA ANALÓGICA III CON LABORATORIO Clave: 6136 Semestre: VII semestre Eje Curricular: Profesionalizante Área: ( ) Física-Matemática ( ) Cs. Sociales y Humanidades ( )Idiomas ( ) Básico Profesional ( X ) Profesional Teóricas: Prácticas: Estudio Independiente: Horas y créditos: Total de horas por sem.: 5 Créditos: 8 Tipo de curso: Teórico Teórico-práctico (X) Práctico Competencias del perfil de egreso a la que aporta Unidades de aprendizaje relacionadas Introducción; Análisis de un AO; El AO en circuitos lineales. Técnicas de análisis; El AO en circuitos no lineales; Reforzadores de la salida del AO; Filtros activos; Osciladores; AO de propósito especial; Evidencia de las características no ideales del Amplificador Operacional (AO); Caracterización de un AO bipolar y uno Bifet; Diseño y construcción de: Amplificador inversor, Amplificador sumador, Amplificador no inversor, Seguidor de voltaje, Amplificador diferencial (restador), Amplificador de instrumentación, Integrador, Derivador; Diseño y construcción de un óhmetro lineal; Diseño y construcción de un capacitómetro; Aterrizar voltajes flotados y flotar voltajes referidos a tierra (con una aplicación a bioelectrónica); Diseño y construcción de una mezcladora de audio con 2W de salida; Diseño y construcción de un medidor de velocidad de flujo mediante la técnica de alambre caliente y una fuente de corriente; Diseño y construcción de un voltímetro electrónico empleando un galvanómetro D'Arsonval; Diseño y construcción de un control remoto infrarrojo o Diseño y construcción de un transmisor-receptor de música empleando luz infrarroja; Diseño y construcción de un termómetro electrónico, empleando: a) Un dispositivo semiconductor de dos terminales. b) Un dispositivo semiconductor de tres terminales.

2 Responsables de elaborar y/o actualizar el programa: c) Una resistencia de cobre, níquel o platino. d) Un termopar; Diseño y construcción de un Troceador (Chopper ) para duplicar el número de canales trazados en un osciloscopio; Diseño y construcción de un multiplicador analógico de cuatro cuadrantes; PROYECTO FINAL (Dependiendo del tiempo disponible). Fecha de: Elaboración: Febrero 2012 Actualización: 2. PROPÓSITO El alumno conocerá y manipulará el amplificador operacional en sus aplicaciones lineales y no lineales, a través de las técnicas y normas expuestas en el presente curso. El alumno aprenderá el manejo y comportamiento de los subsistemas electrónicos que utilizan circuitos integrados lineales. En este caso en particular, el amplificador operacional. 3. SABERES Teóricos: Prácticos: Actitudinales : 4. CONTENIDO TEMÁTICO 1. INTRODUCCION. 1.1 Terminales del Amplificador Operacional (AO). 1.2 El AO ideal. 1.3 Ejemplos de aplicación El amplificador inversor Funcionamiento del regulador LM317 (empleando un modelo con AO's) 2. ANALISIS DE UN AO. 2.1 Análisis de los circuitos de polarización de un AO. 2.2 Análisis y discusión de características de la etapa de entrada de un AO. 2.3 Análisis de la etapa intermedia de un AO. 2.4 Análisis de la etapa de salida de un AO. 3. EL AO EN CIRCUITOS LINEALES. TECNICAS DE ANALISIS. 3.1 Análisis utilizando el modelo del AO de primera aproximación (el AO ideal) Concepto de tierra virtual. 3.2 Análisis empleando el modelo del AO en segunda aproximación (impedancia de entrada finita, A finita) Ganancia en lazo abierto en función de la frecuencia. 3.3 Análisis mediante el método de Retroalimentación Mezclada.

3 3.4 Análisis utilizando el método de la Matriz Restringida. 3.5 Aplicación de las técnicas anteriores en la determinación de la función de transferencia, respuesta en frecuencia, respuesta en el tiempo e impedancia de entrada para los siguientes circuitos: Inversor Resistencia de compensación en la terminal No Inversora No Inversor Seguidor No Inversor Saturación del AO por falta de una ruta de CD a tierra de las terminales de entrada Sumador Integrador Resistencia de descarga en paralelo con el capacitor Derivador Fuentes de corriente Con carga flotada Con carga a tierra Convertidores de voltaje a corriente Convertidores de corriente a voltaje Cambiador de fase Filtro Universal (KHN) Convertidor de impedancia generalizado (GIC). 3.6 Aumento de la impedancia de entrada empleando el concepto de autoelevación. 3.7 El amplificador diferencial Ganancia en modo diferencial Ganancia en modo común Balance para aumentar la RRMC El amplificador de instrumentación. 4. EL AO EN CIRCUITOS NO LINEALES. 4.1 El diodo ideal Problema de la saturación del AO y el circuito solución. 4.2 Rectificación de onda completa (circuito de valor absoluto). 4.3 Comparadores Detector de cruce por cero Ruido Comparadores con histéresis Limitadores (clippers) Con diodo Zener Limitadores para osciladores Limitadores de precisión. 4.5 Sujetadores (Clampers). 4.6 Detectores de pico. 4.7 Convertidores de CA a CC. 4.8 Construcción de funciones de transferencia por segmentos Operador de zona muerta Operador limitador serie Suma de operadores. 4.9 Amplificadores logarítmicos y antilogarítmicos. 5. REFORZADORES DE LA SALIDA DEL AO. 5.1 Etapa de salida de potencia Clase AB en el lazo de retroalimentación del AO.

4 5.2 Reforzadores para las fuentes de corriente con OA. 5.3 Manejo de alto voltaje con AO. 6. FILTROS ACTIVOS. 6.1 Conceptos generales. 6.2 Filtros Butterworth Configuración general para 1o., 2o y 3er. orden. 6.3 Filtros pasabandas. 6.4 Filtros rechazabandas. 6.5 Diseño de filtros mediante tablas Normalización Escalamiento en frecuencia Escalamiento en impedancia Filtro Butterworth Filtro Chebyshev Filtro Elíptico Filtro Pasabanda Filtro Rechazabanda. 7. OSCILADORES. 7.1 Generador de ondas cuadradas Cambio de simetría del tren de pulsos. 7.2 Generador de ondas triangulares. 7.3 Osciladores senoidales Conceptos generales de retroalimentación positiva Oscilador puente de Wien Oscilador por corrimiento de fase Osciladores con LC Limitadores 8. AO DE PROPOSITO ESPECIAL. 8.1 OTA. 8.2 AO Norton. 8.3 AO de alta frecuencia. 8.4 AO de bajo ruido. PRACTICAS DEL LABORATORIO 1. Evidencia de las características no ideales del Amplificador Operacional (AO) 2. Caracterización de un AO Bipolar y uno BiFet. 3. Diseño y construcción de : 3.1 Amplificador inversor. 3.2 Amplificador sumador. 3.3 Amplificador no inversor 3.4 Seguidor de voltaje. 3.5 Amplificador diferencial (restador). 3.6 Amplificador de instrumentación. 3.7 Integrador. 3.8 Derivador. 4. Diseño y construcción de un óhmetro lineal. 5. Diseño y construcción de un capacitómetro. 6. Aterrizar voltajes flotados y flotar voltajes referidos a tierra (con una aplicación a bioelectrónica).

5 7. Diseño y construcción de una mezcladora de audio con 2W de salida. 8. Diseño y construcción de un medidor de velocidad de flujo mediante la técnica de alambre caliente y una fuente de corriente. 9. Diseño y construcción de un voltímetro electrónico empleando un galvanómetro D'Arsonval. Caracterísiticas: - Zi > 10 E+10 Ohms - Medición de CD y CA ( RMS verdadero y PROMEDIO) - Protección contra sobrevoltajes en todas las escalas. - Autorrango. 10. Diseño y construcción de un control remoto infrarrojo. ó Diseño y construcción de un transmisorreceptor de música empleando luz infrarroja. 11. Diseño y construcción de un termómetro electrónico, empleando: a) Un dispositivo semiconductor de dos terminales. b) Un dispositivo semiconductor de tres terminales. c) Una resistencia de cobre, níquel o platino. d) Un termopar. 12. Diseño y construcción de un Troceador (Chopper ) para duplicar el número de canales trazados en un osciloscopio. 13. Diseño y construcción de un multiplicador analógico de cuatro cuadrantes. 14. PROYECTO FINAL (Dependiendo del tiempo disponible). 5. ACCIONES ESTRATÉGICAS PARA EL APRENDIZAJE 6. EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE 6.1. Evidencias de aprendizaje 6.2. Criterios de desempeño 6.3. Calificación y acreditación Fuentes de Información Básica: 7. FUENTES DE INFORMACIÓN 1 Wait, Huelsman, Korn. Introduction to Operational Amplifier. Theory and Aplications. Ed. Mc. Graw Hill 2 Tobey, Graeme, Huelsman., Operational Amplifiers. Design and Aplications., Ed. Mc. Graw Hill. 3 Coughlin, Driscoll., Circuitos Integrados Lineales y Amplificadores Operacionales., Ed. Prentice Hall. Segunda Edición. 4 Sedra, Smith., Dispositivos Electrónicos y Amplificación de Señales., Ed Interamericana 5 Kaufman, Seidman., Manual para Ingerieros y Técnicos en Electrónica., Ed. Mc. Graw Hill. 6 Kaufman, Stout., Handbook of Operational Amplifier, Circuit Design., Ed. Mc. Graw Hill. 7 W. Hughes., Op - Amp Handbook., Ed. Prentice Hall International. Segunda Edición. 8 U. Tietze, Ch. Schenk., Advanced Electronic Circuits., Ed. Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York J.K. Roberge., Operational Amplifiers. Theory and Practice., Ed. John Wiley and Sons. 10 J.G. Graeme, M.S.E.E., Applications of Operational Amplifers. Third-Generation Techniques., Ed. Mc. Graw Hill. 11 P. Gray, G. Meyer., Analysis and Design of Analog Integrated Circuits., Ed. John Wiley and Sons. 12 R.M. Marston., 110 Proyectos con Amplificadores Operacionales Integrados., Ed. Gustavo Gill. 13 Stanley Wolf., Guía para Mediciones Electrónicas y Prácticas de Laboratorio., Ed. Prentice Hall International. 14 J. Carr, How to Design and Build Electronic Instrumentation. Ed. TAB. 15 R. Morrison., Grounding and Shielding Techniques in Instrumentation., Ed. John Wiley and Sons. 16 Gobind Daryanani, Principles of Active Network Synthesis and Design., Ed. John Wiley and Sons. 17 Wai-Kai-Chen., Analysis of Constrained Active Networks. Artículo: /78/

6 IEEE 18 Linear Databook I y II., National Semiconductor Corporation. 19 Motorola Linear and Interface IC's. Fuentes de Información Complementaria: 8. PERFIL DEL PROFESOR: