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Curso : 2019/2020

29818 - Electrónica analógica


Información del Plan Docente

Año académico:
2019/20
Asignatura:
29818 - Electrónica analógica
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
326 - Escuela Universitaria Politécnica de Teruel
Titulación:
440 - Graduado en Ingeniería Electrónica y Automática
444 - Graduado en Ingeniería Electrónica y Automática
Créditos:
6.0
Curso:
440 - Graduado en Ingeniería Electrónica y Automática: 2
444 - Graduado en Ingeniería Electrónica y Automática: 2
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
---

1.Información Básica

1.1.Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

El objetivo de la asignatura es formar al alumno en los fundamentos de la electrónica analógica y el diseño de los sistemas correspondientes.

1.2.Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

En el mundo real, las magnitudes físicas (temperatura, fuerza, humedad, etc.) varían de forma continua en el tiempo, pudiendo tomar un número indefinido de valores. Tras su pertinente transducción, esas magnitudes se representan por una señal eléctrica, tensión o corriente, de carácter continuo. Del estudio de los sistemas que procesan ese tipo de señales se encarga la Electrónica Analógica, como rama de la más general disciplina de la Electrónica.

Electrónica Analógica requiere de sólidos conocimientos de Fundamentos de Electrotecnia, la cual se constituye como una herramienta absolutamente imprescindible para el análisis de los circuitos eléctricos sobre los que se sustentan los circuitos electrónicos analógicos. Asimismo, hace uso de conceptos de gran relevancia de la teoría de sistemas lineales, estudiados previamente en la asignatura Señales y Sistemas, y también de cuestiones esenciales relativas a la realimentación, que se imparten, con carácter simultáneo, en la asignatura Sistemas Automáticos. Y puesto que se basa en sistemas electrónicos desarrollados mediante dispositivos discretos, se puede entender como una continuación natural de la asignatura Fundamentos de Electrónica, cuyo conocimiento previo es indispensable.

Junto a la asignatura Electrónica Digital, sienta las bases de los sistemas electrónicos básicos sobre los que se cimentan asignaturas que se abordan en los siguientes cursos del plan de estudios, como Electrónica de Potencia e Instrumentación Electrónica.

1.3.Recomendaciones para cursar la asignatura

Se requieren, ineludiblemente, los conocimientos de Fundamentos de Electrotecnia, Fundamentos de Electrónica y Señales y Sistemas, asignaturas, todas ellas, impartidas con anterioridad.

El estudio y trabajo continuado, desde el primer día del curso, son imprescindibles para alcanzar los objetivos de formación y, por tanto, superar la asignatura.

2.Competencias y resultados de aprendizaje

2.1.Competencias

Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...

  • Entender los fundamentos y aplicaciones de la electrónica analógica.
  • Diseñar sistemas electrónicos analógicos, digitales y de potencia.
  • Resolver problemas y tomar decisiones con iniciativa, creatividad y razonamiento crítico.
  • Comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en castellano.
  • Usar las técnicas, habilidades y herramientas de la Ingeniería necesarias para la práctica de la misma.
  • Gestionar la información, manejar y aplicacar las especificaciones técnicas y la legislación necesarias para la práctica de la Ingeniería.
  • Aprender de forma continuada y desarrollar estrategias de aprendizaje autónomo.

2.2.Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...

  • Identificar las aplicaciones y funciones de la electrónica analógica en la Ingeniería.
  • Conocer los fundamentos tecnológicos y modelos propios de los amplificadores operacionales integrados.
  • Analizar y diseñar etapas electrónicas analógicas lineales y no lineales con amplificadores operacionales y transistores.
  • Conocer los bloques y circuitos de las fuentes de alimentación lineales y diseñar sus elementos.
  • Tener aptitud para diseñar sistemas electrónicos analógicos.
  • Manejar con soltura los equipos e instrumentos propios de un laboratorio de electrónica analógica.
  • Saber utilizar herramientas de simulación por computador aplicadas a circuitos electrónicos analógicos.

2.3.Importancia de los resultados de aprendizaje

Los conocimientos, aptitudes y habilidades adquiridos a través de esta asignatura, junto con los de aquellas sobre las que se sustenta, deben permitir al estudiante desarrollar las competencias anteriormente expuestas, así como afrontar otras disciplinas de carácter electrónico con suficiente solidez conceptual.

3.Evaluación

3.1.Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluacion

En la EINA de Zaragoza:

Prácticas de Laboratorio (35%)

El aprovechamiento de las prácticas de laboratorio resulta absolutamente imprescindible para asimilar en toda su extensión la materia explicada previamente, adquirir las habilidades necesarias para trabajar con componentes, etapas e instrumental y percibir las potencialidades de una disciplina tan funcional como la Electrónica, permitiendo constatar el nexo directo teoría-práctica.

El número de prácticas totales, las sesiones y los correspondientes horarios se determinarán en función de la planificación que el Centro establezca al respecto. En cualquier caso, el profesorado asumirá el objetivo esencial de adecuar el desarrollo de las prácticas con el de la materia correspondiente explicada en las clases en aula.

La práctica será trabajada durante la totalidad de la sesión, asistiendo con la debida puntualidad y desarrollándola al ritmo adecuado para alcanzar los objetivos de aprendizaje inherentes.   Esto requiere, de forma ineludible y con carácter previo, el estudio y conocimiento de la materia que se desarrolle en la misma, así como la realización del trabajo que se señale.

La calificación (C1) de 0 a 3,5 puntos, supondrá el 35% de la calificación global del estudiante. Esta derivará de la evaluación de: a) El conocimiento, comprensión y asimilación que el estudiante demuestre, a través de una prueba oral o escrita, de los contenidos y sus fundamentos abordados en la práctica. Una manifiesta insuficiencia en esta prueba será susceptible de una calificación de suspenso; b) El trabajo previo de carácter específico que se indique; c) El trabajo realizado en el laboratorio.

Para superar la asignatura se debe obtener una calificación mínima en este apartado de 5 puntos sobre 10.

Talleres y Actividades Evaluables (10%)

Con el fin de incentivar el trabajo continuado del estudiante y la comprensión de temas específicos que no pueden abordarse de manera adecuada en el desarrollo convencional de las clases presenciales, se realizará alguna actividad evaluable a lo largo del semestre. Más concretamente, se planteará la realización de un taller (actividad de tipo T6). El trabajo a llevar a cabo y la metodología de evaluación aplicable se comunicarán en clase y en la plataforma informática al uso con la suficiente antelación. En cualquier caso, se evaluará tanto el trabajo previo que se especifique (actividad no presencial) como el que se desarrolle a lo largo de la sesión (actividad presencial).

Para la superación de los talleres se requerirá la asistencia y realización adecuada de las actividades que se establezcan en cada caso. Las personas que no superen estas actividades evaluables tendrán que realizar el examen correspondiente a esos contenidos en la prueba global. Por el contrario, las personas que las superen trasladarán esa nota a la prueba global con el peso del 10%, siendo eximidos de la parte más específica correspondiente a esos contenidos. La calificación se mantendrá para las dos convocatorias del curso.

La calificación (C2) de 0 a 1 punto, supondrá el 10% de la calificación global del estudiante. Para superar la asignatura se debe obtener una calificación mínima en este apartado de 5 puntos sobre 10.

Examen Final (55%)

Se trata de un único ejercicio teórico-práctico para cuya realización no se dispondrá de material docente alguno. Quedará del todo excluido el uso de la calculadora para el almacenamiento de archivos, documentos o material de cualquier tipo relacionado con la asignatura, por lo que su utilización deberá restringirse a la mera realización de cálculos en general. Por otra parte, para la determinación de resultados numéricos, las correspondientes expresiones originarias, como integrales, deberán desarrollarse en su totalidad de forma analítica, no siendo posible la utilización de la calculadora hasta la expresión final.

El examen incluirá bloques correspondientes a componentes, etapas electrónicas y la resolución de algún ejercicio práctico. En cuanto a componentes, se plantearán cuestiones referentes a fundamentos de operación, parámetros característicos, limitaciones estáticas y dinámicas, protecciones, posible excitación, etc. Respecto a etapas, se plantearán cuestiones relativas a modos de operación, aplicaciones, etc. En la resolución de los ejercicios se valorarán los fundamentos conceptuales utilizados, el planteamiento metodológico desarrollado y, en su caso, la adecuación, eficiencia y optimización de las configuraciones electrónicas propuestas.

La calificación (C3) de 0 a 5,5 puntos, supondrá el 55% de la calificación global del estudiante. Para superar la asignatura se debe obtener una calificación mínima en este apartado de 5 puntos sobre 10.

Prueba global (Convocatorias oficiales; 100%)

En las dos convocatorias oficiales se llevará a cabo la evaluación global del estudiante. Así:

  • Para aprobar la asignatura será necesario haberlo hecho por separado en las prácticas de laboratorio, el taller y el examen final. En ese caso, la calificación final se corresponderá con la suma de la calificación en las prácticas de laboratorio (C1), el taller (C2) y el examen final (C3). Caso contrario, la calificación global será la mínima entre C1+C2+C3 y 4.

  • El estudiante que con anterioridad a la prueba global haya aprobado las prácticas de laboratorio y el taller, únicamente deberá realizar el examen final. Si no ha superado alguna o ambas de estas partes, tendrá la oportunidad de hacerlo respondiendo por escrito a un conjunto específico de cuestiones relacionadas. No obstante, y como se ha indicado con anterioridad, el profesorado responsable de la asignatura podrá establecer, de forma alternativa a la prueba escrita, un examen específico en el laboratorio para las personas que no hayan superado el programa de prácticas.

  • La asignatura se aprueba con una calificación global mayor o igual que 5 puntos sobre 10.

En la EUP de Teruel:

Prueba global (Convocatorias oficiales; 100%)

Se trata de un examen con cuestiones teóricas y problemas que se realizará en la convocatoria oficial. En la resolución del mismo se valorarán los fundamentos conceptuales utilizados, el planteamiento metodológico desarrollado y, en su caso, la adecuación, eficiencia y optimización de las configuraciones electrónicas propuestas. Las prácticas de laboratorio son también materia de examen. Se podrá plantear un examen de prácticas de laboratorio para aquellos estudiantes que no las hayan realizado. La nota final deberá ser como mínimo un 5 para superar la asignatura.

4.Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1.Presentación metodológica general

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:

El proceso de enseñanza se desarrollará en tres niveles principales: clases de teoría, ejercicios prácticos y laboratorio; y un cuarto nivel complementario: el taller.

  • En las clases de teoría se expondrán las bases de los sistemas electrónicos analógicos de manera aplicada.
  • En las clases de ejercicios prácticos se planteará y desarrollará el análisis y diseño de sistemas a partir de los componentes básicos.
  • Se desarrollarán prácticas de laboratorio en grupos reducidos, donde el estudiante montará y comprobará el funcionamiento de circuitos electrónicos analógicos.
  • En el taller se llevarán a cabo actividades complementarias al desarrollo del programa de la asignatura.

4.2.Actividades de aprendizaje

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades...

TRABAJO PRESENCIAL: 2.4 ECTS (60 horas)

1) Clase presencial (tipo T1)  (30 horas presenciales).

Sesiones expositivas de contenidos teóricos y prácticos. Se presentarán los conceptos y fundamentos de los sistemas electrónicos analógicos, ilustrándolos con ejemplos reales. Se fomentará la participación del estudiante a través de preguntas y breves debates.

Los contenidos que se desarrollan son los siguientes:

  • Introducción a la electrónica analógica: aplicaciones y funciones.
  • Etapas con transistores.
  • Amplificadores operacionales.
  • Etapas lineales con amplificadores operacionales.
  • Etapas no lineales con amplificadores operacionales.
  • Fuentes de alimentación.

2) Clases de problemas (tipo T2) (15 horas presenciales).

Se desarrollarán ejercicios prácticos relacionados con los contenidos teóricos.

3) Prácticas de laboratorio (tipo T3) (15 horas presenciales).

  • Amplificación: Amplificador diferencial transistorizado.
  • Amplificación: Amplificador operacional.
  • Amplificador operacional: Etapas lineales (1).
  • Amplificador operacional: Etapas lineales (2).
  • Reguladores lineales de tensión: Fijos y variables
  • Amplificador operacional: Etapas no lineales.

De acuerdo con la experiencia de cursosprevios y el análisis consiguiente, este programa es susceptible de alguna modificación.

TRABAJO NO PRESENCIAL: 3.6 ECTS (90 horas)

4) Estudio (tipo T7) (82 horas no presenciales).

Estudio personal del estudiante de la parte teórica, realización de problemas, preparación de prácticas, etc. Se fomentará el trabajo continuado del estudiante mediante la distribución homogénea a lo largo del semestre de las diversas actividades de aprendizaje. Se incluyen aquí las tutorías, como atención directa al estudiante, identificación de problemas de aprendizaje, orientación en la asignatura, atención a ejercicios y trabajos, etc.

5) Talleres y/o seminarios (tipo T6) (4 horas).

Actividades que el estudiante realizará solo o en grupo y que el profesor irá proponiendo a lo largo del período docente.

6) Pruebas de evaluación (tipo T8) (4 horas).

Además de la función calificadora, la evaluación también es una herramienta de aprendizaje con la que el alumno comprueba el grado de comprensión y asimilación alcanzado. 

4.3.Programa

PROGRAMA DE LA ASIGNATURA

Tema 0. Introducción a la Electrónica Analógica

1)     Definición

2)     Contexto

3)     Funciones y aplicaciones

Tema 1. BJT y MOSFET: Circuitos Equivalentes Dinámicos

1)     Polarización. Punto de operación

2)     Acoplamiento de la excitación dinámica

3)     Trayectoria de las variaciones incrementales

4)     Linealidad: limitación de pequeña señal

5)     Dipolo equivalente de salida

6)     Dipolo equivalente de entrada

7)     Efectos capacitivos. Limitaciones de frecuencia

Tema 2. Amplificación y Realimentación

1)     Respuesta en frecuencia

2)     Configuraciones amplificadoras básicas

3)     Acoplo entre etapas

4)     Amplificador diferencial

5)     Realimentación: caracterización y estabilidad

6)     Efectos de la realimentación negativa

Tema 3. Amplificador Operacional (I)

1)     Estructura básica. Circuito equivalente

2)     Etapas básicas amplificadoras

3)     Limitaciones en cuanto a linealidad y potencia

4)     Regulación de tensión y de corriente

5)     Operaciones lineales básicas

6)     Efectos no ideales

7)     Amplificadores operacionales con alimentación simple

8)     Estabilidad y compensación de etapas amplificadoras

9)     Tipos básicos de amplificadores operacionales

Tema 4. Reguladores Lineales de tensión

1)     Reguladores lineales de tensión

2)     Limitaciones y parámetros característicos

3)     Regulador lineal fijo

4)     Reguladores lineales variables

5)     Reguladores lineales específicos

Tema 5. Amplificador Operacional (II)

1)     Operación no lineal del amplificador operacional

2)     Comparadores de tensión

3)     Astable y monoestable

4)     Generación de ondas. Conversión tensión-frecuencia

5)     Osciladores sinusoidales

6)     Operaciones con alimentación simple

4.4.Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos

Las clases magistrales y de problemas y las sesiones de prácticas de laboratorio se imparten según el horario establecido por el centro (disponibles en su página web).

Cada profesor informará de su horario de tutoría.

 

El calendario detallado de las diversas actividades a desarrollar se establecerá una vez que la Universidad y el Centro hayan aprobado el calendario académico (el cual podrá ser consultado en la web del Centro).

La relación y fecha de las diversas actividades, junto con todo tipo de información y documentación sobre la asignatura, se harán públicas mediante una plataforma informática al uso (para acceder a este recurso, el estudiante debe estar matriculado). 

A título orientativo:

- Cada semana hay programadas 3 horas de clase en aula.

- Cada dos semanas, el estudiante realizará una práctica de laboratorio.

- Las actividades adicionales que se programen (trabajos, pruebas, etc.) se anunciarán con suficiente antelación, tanto en clase como en la aplicación informática disponible.

- Las fechas de los exámenes y pruebas de convocatoria oficial las fijarála Dirección del Centro.

4.5.Bibliografía y recursos recomendados

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=29818&year=2019


Curso : 2019/2020

29818 - Analogue Electronics


Información del Plan Docente

Academic Year:
2019/20
Subject:
29818 - Analogue Electronics
Faculty / School:
110 -
326 -
Degree:
440 - Bachelor's Degree in Electronic and Automatic Engineering
444 - Bachelor's Degree in Electronic and Automatic Engineering
ECTS:
6.0
Year:
440 - Bachelor's Degree in Electronic and Automatic Engineering: 2
444 - Bachelor's Degree in Electronic and Automatic Engineering: 2
Semester:
Second semester
Subject Type:
Compulsory
Module:
---

1.General information

1.1.Aims of the course

1.2.Context and importance of this course in the degree

1.3.Recommendations to take this course

2.Learning goals

2.1.Competences

2.2.Learning goals

2.3.Importance of learning goals

3.Assessment (1st and 2nd call)

3.1.Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)

4.Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1.Methodological overview

The methodology followed in this course is oriented towards the achievement of the learning objectives. A wide range of teaching and learning tasks are implemented, such as:

  • Lectures: they will provide a theoretical background on the fundamentals of analogue electronic systems.
  • Practice Sessions: Case studies and real applications will be worked out in the classroom.
  • Laboratory work: The students will do laboratory work in small groups, building and analyzing analogue electronic circuits.
  • Assignments: Individual and group assignments will be proposed.
  • Seminars. 
  • Student participation is considered very important in order to acquire the learning outcomes and skills needed.

4.2.Learning tasks

The course includes the following learning tasks: 

Classroom activities 2.4 ECTS (60 hours)

1) Course lectures (T1)  (30 hours)

The fundamentals of analogue electronics including essential background concepts are presented and illustrated with real examples.  

2) Case studies (T2) (15 hours)

Different case studies will be worked out in the classroom.  Students are encouraged to prepare them in advance. Assignments could also be worked out in this part

3) Laboratory work (T3) (15 hours)

Six laboratory sessions will be carried out. Each session will be evaluated in the laboratory. Students have to prepare sessions in advance.

Autonomous work: 3.6 ECTS (90 hours)

4) Assignments (T6) (4 hours)

Individual and group assignments will be proposed.

5) Personal study (T7) (82 hours)

Continuous study will be promoted among students. They can also attend tutorials to solve the specific problems they can face in the course.

6) Evaluation activities (T8) (4 hours)

Assessment will be based on coursework (laboratory work and assignments) and final examination.

4.3.Syllabus

The course will address the following topics: 

Topic 0. Introduction to Analog Electronics

1) Definition

2) Context

3) Functions and Applications

Topic 1. BJT and MOSFET: Dynamic Equivalent Circuits

1) Biasing. Operating Point
2) Signal Coupling
3) Small Signal Analysis
4) Frequency Limitations

Topic 2. Amplification and Feedback

1) Frequency Response
2) Fundamental Amplifier Configurations
3) Coupling between Stages
4) Differential Amplifier
5) Feedback: Characterization and Stability
6) Effects of Negative Feedback

Topic   3. Operational Amplifier (I)

1) Basic Structure. Equivalent Circuit
2) Basic Amplifier Configurations
3) Non-Linear Limitations
4) Current and Voltage Regulation
5) Basic Linear Configurations
6) Non-Ideal Effects
7) Linear Single Supply Configurations
8) Stability Analysis of Voltage Feedback Operational Amplifiers
9) Types of Operational Amplifiers

Topic 4. Voltage Regulators

1) Linear Voltage Regulator

2) Limitations and Parameters
3) Fixed Output Linear Regulator
4) Adjustable Output Linear Regulator
5) Specific Linear Regulators

Topic 5. Operational Amplifier (II)

1) Non-Linear Operation
2) Voltage Comparators
3) Astable, Monostable and Bistable
4) Wave Generation. Voltage to Frequency Conversion
5) Sinusoidal Oscillators
6) Non-Linear Single Supply Configurations

4.4.Course planning and calendar

Timetables for classroom and laboratory sessions will be published prior to the beginning of the course at the web of the EINA https://eina.unizar.es/ and EUPT https://eupt.unizar.es/

4.5.Bibliography and recommended resources

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=29818&year=2019