GUÍA DIDÁCTICA DE LA ASIGNATURA: LABORATORIO DE ALTA FRECUENCIA De qué trata? En esta asignatura te vas a iniciar en las tecnologías y el software de diseño de circuitos de microondas. Además se quiere que aprendas a manejar la instrumentación necesaria para medir, comparar, analizar, en fin caracterizar circuitos de alta frecuencia. Se trata de una asignatura troncal de 3 créditos, todos ellos de carácter práctico. Dónde se enmarca dentro del plan de estudios? Esta asignatura es del 8º semestre, es decir, pertenece al cuatrimestre de primavera de cuarto curso. En el semestre pasado has cursado la asignatura de Microondas donde te enseñaron las estructuras de transmisión propias de la banda de frecuencias de microondas, lo que denominamos alta frecuencia. Además conociste las herramientas necesarias para analizar y diseñar circuitos de alta frecuencia. Con esta asignatura completarás la formación en esta materia y aprenderás a aplicar los conceptos teóricos de manera práctica en el laboratorio de alta frecuencia dotado de instrumentación específica. Qué debería saber antes de empezar? En esta asignatura emplearemos conceptos aprendidos en cursos anteriores respecto a teoría electromagnética, líneas de transmisión y guías de onda, transformación y adaptación de impedancias y circuitos de microondas (pasivos, resonadores...). Principalmente debes tener claro cómo se caracteriza un circuito de microondas y saber manejar herramientas de análisis como el Diagrama de Smith. Qué voy a aprender en esta asignatura? Al terminar la asignatura sabrás utilizar programas de simulación software para diseñar filtros y amplificadores lineales de microondas. Además habrás aprendido a manejar instrumentación hardware necesaria para la caracterización de circuitos de alta frecuencia.
Qué partes tiene esta asignatura? La asignatura se divide en dos unidades didácticas: 1. Diseño de circuitos de microondas mediante simulación 2. Medidas de circuitos de microondas. 1.- Diseño de circuitos de microondas mediante simulación En esta primera unidad se te introduce en el manejo de un potente programa de simulación software mediante el cual se aprende a diseñar filtros de microondas y amplificadores lineales. Se divide en dos prácticas: PRACTICA I.- Diseño de filtros de microondas por el método de las pérdidas de inserción. - Diseño de un filtro paso bajo para su realización en línea microtira. - Diseño de un filtro paso bajo a salto de impedancias con línea microtira - Diseño de un filtro paso-banda empleando líneas microtiras paralelas acopladas. - Diseño de un filtro de resonadores con línea de transmisión acoplados capacitivamente. PRÁCTICA II.- Diseño de amplificadores lineales de microondas de banda estrecha. - Diseño de un amplificador lineal en el rango de frecuencias de 2-16 GHz. 2.- Medidas de circuitos de microondas En esta unidad se pretende que aprendas a manejar instrumentación específica para caracterizar circuitos de microondas. Para ello se trabaja con 5 instrumentos de medida de los cuales vas a poder extraer diferente información acerca del circuito medido. Verás las posibilidades y limitaciones que tienen cada uno de estos instrumentos de medición y su aplicación según la medida a realizar. Se compone de 5 prácticas: PRÁCTICA III.- Reflectometría en el Dominio del Tiempo Se mide la propagación de pulsos en líneas de transmisión mediante un osciloscopio digital. Se caracterizan terminaciones y discontinuidades en un cable coaxial. PRACTICA IV. Medidas de Potencia y de Frecuencia con el Analizador de Espectros. Se caracteriza un amplificador de potencia mediante medidas tomadas por un analizador de espectros: - Medidas de la estabilidad en frecuencia - Medidas en potencia para el cálculo del punto a 1 db de compresión, punto de intercepción de tercer orden...
PRACTICA V. Análisis de Redes I. El Analizador de Redes Escalar. Se enseña a realizar la calibración del equipo, imprescindible para un correcto funcionamiento de estos instrumentos de medida. Se caracterizan dos circuitos mediante un banco de medidas escalares en reflexión y transmisión: - Divisor de Potencia - Híbrido en anillo Finalmente se realizan estas mismas medidas controlando directamente el equipo de medida por un ordenador y utilizando un programa de adquisición de datos. PRACTICA VI. Análisis de Redes II. El Analizador de Redes Vectorial. Se enseñan los métodos de calibración del equipo y el esquema de bloques y principios de funcionamiento de un analizador de redes vectorial. Se caracterizan los parámetros físicos asociados a: - Filtro paso-bajo asociado a una línea microtira - Filtro paso-bajo a saltos de impedancias - Resonador en anillo PRACTICA VII. Medida del Factor de Ruido Se mide el factor de ruido de un amplificador de bajo ruido, de un atenuador y del conjunto de ambos, mediante un aparato de medida específico para tal fin. Cómo van a ser las clases? Esta asignatura es eminentemente práctica, así que las 7 prácticas expuestas anteriormente van a ser realizadas en el laboratorio. -Las prácticas de software, correspondientes a la unidad didáctica1, se realizan en el Laboratorio 2.02 del Edificio A. - Las prácticas de hardware, correspondientes a la unidad didáctica 2, se realizan en el Laboratorio 3.06 del Edificio A. Antes de la unidad 1 se realizará una práctica 0 de introducción al programa de simulación. Así también, antes de la unidad 2 se hará una práctica de demostración por parte de los profesores de la asignatura de lo que se va a realizar en cada una de las prácticas de hardware. Cada una de las prácticas se realiza en una sesión de 2 a 3 horas de duración, dependiendo este tiempo del tipo de práctica.
Cada práctica consta de un estudio previo y de un trabajo de laboratorio: - El estudio previo de cada práctica debe estar hecho en el momento de realizarla, ya que es útil para comprender la práctica que se va a realizar y además para obtener los datos necesarios en su realización. Este estudio previo no se recogerá pero sí lo evaluará el profesor en el transcurso de la práctica, mediante preguntas y/o comentarios sobre su contenido a los componentes del grupo - Una vez terminada cada práctica, se debe hacer un estudio sobre el trabajo realizado en el laboratorio, que se presentará al profesor cuando se vaya a realizar la siguiente práctica. Al igual que con el estudio previo, el profesor evaluará este estudio posterior in-situ realizando preguntas sobre el mismo a los componentes del grupo. Las prácticas se realizan en grupos de 2 personas y en el horario de grupos disponibles. Los horarios y calendario para las prácticas de software son: Lunes 21 Febrero 15h-17h Lunes 28 Febrero 15h-17h Lunes 7 Marzo 15h-17h Martes 22 Febrero 9h-11h Martes 1 Marzo 9h-11h Martes 8 Marzo 9h-11h Jueves 24 Febrero 11h- 13h Jueves 2 Marzo 11h- 13h Jueves 10 Marzo 11h- 13h Viernes 18 Febrero 11h-13h Viernes 25 Febrero 11h-13h Viernes 4 Marzo 14h-16h Los horarios para las prácticas de hardware son: Lunes: Martes: Jueves: Viernes: 15h-18h 8h-11h 11h-14h 11h-14h La sesión inicial de explicación de estas prácticas por parte del profesor serán los días: Lunes 14 Marzo 15h-18h Martes 15 Marzo 8h-11h Jueves 17 Marzo 11h -14h Viernes 11 Marzo 11h-14h El calendario de cada una de las 5 prácticas de hardware depende del número de grupo asignado, quedando de la siguiente manera
Lunes 21 Marzo Martes 22 Marzo Jueves 24 Marzo Viernes 25 Marzo *(Se recuperan) FESTIVO* FESTIVO* 1 11 21 31 Reflectometría 2 12 22 32 A. Espectro 3 13 23 33 A. Escalar 4 14 24 34 A. vectorial 5 15 25 35 Factor de ruido Lunes 4 Abril Martes 5 Abril Jueves 7 Abril Viernes 8 Abril 6 16 26 36 Reflectometría 7 17 27 37 A. Espectro 8 18 28 38 A. Escalar 9 19 29 39 A. vectorial 10 20 30 40 Factor de ruido Lunes 11 Abril Martes 12 Abril Jueves 14 Abril Viernes 15 Abril 5 15 25 35 Reflectometría 1 11 21 31 A. Espectro 2 12 22 32 A. Escalar 3 13 23 33 A. vectorial 4 14 24 34 Factor de ruido Lunes 18 Abril Martes 19 Abril Jueves 21 Abril Viernes 22 Abril 10 20 30 40 Reflectometría 6 16 26 36 A. Espectro 7 17 27 37 A. Escalar 8 18 28 38 A. vectorial 9 19 29 39 Factor de ruido Lunes 25 Abril Martes 26 Abril Jueves 28 Abril Viernes 29 Abril 4 14 24 34 Reflectometría 5 15 25 35 A. Espectro 1 11 21 31 A. Escalar 2 12 22 32 A. vectorial 3 13 23 33 Factor de ruido Lunes 2 Mayo Martes 3 Mayo Jueves 5 Mayo Viernes 6 Mayo FESTIVO* 9 19 29 39 Reflectometría 10 20 30 40 A. Espectro 6 16 26 36 A. Escalar 7 17 27 37 A. vectorial 8 18 28 38 Factor de ruido Lunes 9 Mayo Martes 10 Mayo Jueves 12 Mayo Viernes 13 Mayo 3 13 23 33 Reflectometría 4 14 24 34 A. Espectro 5 15 25 35 A. Escalar 1 11 21 31 A. vectorial 2 12 22 32 Factor de ruido Lunes 16 Mayo Martes 17 Mayo Jueves 19 Mayo Viernes 20 Mayo 8 18 28 38 Reflectometría 9 19 29 39 A. Espectro 10 20 30 40 A. Escalar 6 16 26 36 A. vectorial 7 17 27 37 Factor de ruido
Lunes 23 Mayo Martes 24 Mayo Jueves 26 Mayo Viernes 27 Mayo 2 12 22 32 Reflectometría 3 13 23 33 A. Espectro 4 14 24 34 A. Escalar 5 15 25 35 A. vectorial 1 11 21 31 Factor de ruido Lunes 30 Mayo Martes 31 Mayo Jueves 2 Junio Viernes 3 Junio 7 17 27 37 Reflectometría 8 18 28 38 A. Espectro 9 19 29 39 A. Escalar 10 20 30 40 A. vectorial 6 16 26 36 Factor de ruido La asignación de grupos se publicará en los laboratorios donde se realizan las prácticas. Cómo voy a ser evaluado? Se valorará tanto el trabajo realizado en las prácticas como un examen al final del semestre, con el siguiente baremo 30% trabajo de prácticas 70% examen final El examen final consta de tres partes, teoría ( tipo test ) y 2 problemas. Cada una de las partes del examen cuenta 1/3 en la nota final. Hay que obtener una nota mayor de 4 en el examen para promediar con el trabajo de prácticas. En la nota final del trabajo de prácticas se valorará el trabajo del estudio previo, en el laboratorio y la actitud mostrada en la realización de las prácticas. Durante el examen no podrás contar con apuntes, libros, tablas o formularios y debes ir con una calculadora no programable. Quiénes serán los profesores? Los profesores de esta asignatura serán: Juan Antonio Casao, despacho 3.13 que se encuentra en la tercera planta del edificio Ada Byron. e-mail: casao@unizar.es Paloma García Dúcar, despacho 2.11 que se encuentra en la segunda planta del edificio Ada Byron. e-mail: paloma@unizar.es Pedro Luis Carro, despacho 3.07 que se encuentra en la tercera planta del edificio Ada Byron. e-mail: plcarro@telnet-ri.es