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Curso : 2020/2021

30311 - Electrónica analógica


Información del Plan Docente

Año académico:
2020/21
Asignatura:
30311 - Electrónica analógica
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
581 - Graduado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación
438 - Graduado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación
Créditos:
6.0
Curso:
438 - Graduado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación: 2
581 - Graduado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación: 2
Periodo de impartición:
438 - Segundo semestre
581 - 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:

Esta asignatura contempla dos objetivos principales:

1. Proporcionar los conocimientos, metodologías y herramientas básicos necesarios para el análisis y diseño de circuitos electrónicos orientados al procesado de señales analógicas.

2. Proporcionar los conocimientos, metodologías y herramientas básicos necesarios para el análisis y diseño de circuitos electrónicos orientados al procesado de energía.

Haciendo énfasis preferencial sobre el primero de ellos frente al segundo (5 ECTS frente a 1 ECTS).

A tal fin, se estudian las características de los dispositivos integrados específicamente orientados a la implementación de circuitos y sistemas analógicos (amplificadores operacionales), las etapas básicas que les son propias, cuyo análisis y diseño se contempla, así como la oportuna realización de este tipo de circuitos empleando dispositivos discretos (BJTs, FETs, etc.).

Además, se consideran los fundamentos electrotécnicos de la conversión de energía, introduciéndose los dispositivos electrónicos específicamente orientados a ella, las etapas y configuraciones de potencia y los referentes básicos para su análisis y diseño.

1.2.Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

De acuerdo con lo indicado en la Introducción, esta asignatura da continuidad al Módulo de Formación Básica y se apoya, por ello, en los conocimientos y habilidades ya adquiridos a propósito de los sistemas lineales, la teoría de circuitos eléctricos y electrónicos, los principios físicos de los semiconductores y los dispositivos electrónicos y fotónicos, así como de su aplicación a la resolución de problemas propios de la Ingeniería de Telecomunicación.

A partir de ahí, amplía y profundiza dichos conocimientos para, dentro de los ámbitos de la electrónica analógica y de la electrónica de potencia, ofrecer recursos conceptuales, metodológicos e instrumentales que permitan afrontar el diseño de etapas, bloques y sistemas electrónicos sencillos, aunque completos, para el tratamiento de señales analógicas o/y el procesado de energía.

1.3.Recomendaciones para cursar la asignatura

El profesorado encargado de la docencia de esta asignatura pertenece al Área de Tecnología Electrónica.

Es de todo punto recomendable, si no imprescindible, haber cursado las asignaturas Circuitos y Sistemas (Curso 1º, 1er Semestre) y Fundamentos de Electrónica (Curso 1º, 2º Semestre).

2.Competencias y resultados de aprendizaje

2.1.Competencias

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

Competencias Básicas

1. Desarrollar aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía (CB5)

 

Competencias Específicas de formación de la rama de Telecomunicación:

2. Aprender de manera autónoma nuevos conocimientos y técnicas adecuados para la concepción, el desarrollo o la explotación de sistemas y servicios de telecomunicación (CRT1)

3. Utilizar herramientas informáticas de búsqueda de recursos bibliográficos o de información relacionada con las telecomunicaciones y la electrónica (CRT3)

4. Utilizar distintas fuentes de energía y en especial la solar fotovoltaica y térmica, así como los fundamentos de la electrotecnia y de la electrónica de potencia (CRT11)

 

Competencias Transversales de los títulos de grado de Ingeniería del Campus Río Ebro:

5. Resolver problemas y tomar decisiones con iniciativa, creatividad y razonamiento crítico (C4)

6. Usar las técnicas, habilidades y herramientas de la Ingeniería necesarias para la práctica de la misma (C6)

7. Gestionar la información, manejar y aplicar las especificaciones técnicas y la legislación necesarias para la práctica de la Ingeniería (C9)

8. Aprender de forma continuada y desarrollar estrategias de aprendizaje autónomo (C10)

 

 

 

2.2.Resultados de aprendizaje

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

 

RA1 – Tiene aptitud para aplicar los conocimientos adquiridos de Teoría de Circuitos y Sistemas, de Fundamentos de Electrónica en el diseño de sistemas de procesado de señal analógica.

RA2 – Comprende la amplificación, la teoría de la realimentación y su aplicación a los sistemas electrónicos analógicos.

RA3 – Comprende el funcionamiento y características del amplificador operacional ideal (AOI).  

RA4 – Es capaz de diseñar circuitos basados en AOIs: funciones básicas, amplificadores, osciladores y filtros activos.

RA5 – Sabe utilizar las herramientas de simulación de apoyo al diseño analógico, buscar e interpretar hojas de características de los componentes y sistemas utilizados.

RA6 – Domina las técnicas básicas de medida en laboratorio para electrónica analógica.

RA7 – Conoce los fundamentos del procesado de energía en un sistema de comunicaciones y es capaz de utilizar distintas fuentes de energía.

 

 

2.3.Importancia de los resultados de aprendizaje

Los resultados de aprendizaje de esta asignatura son de importancia clave para la futura formación del(de la) graduado(a) en las tecnologías analógicas y de procesado de energía, ya que establece las bases sobre las que deberá construirse toda ella.

La formación recibida en esta asignatura es fundamento y, a la par, tiene continuidad en la ampliación y profundización que de ella ofrecen posteriores asignaturas del Grado, ya sea, por mencionar algún ejemplo, en el ámbito de la electrónica de comunicaciones, de la instrumentación electrónica, de los sistemas de energía o de las fuentes de alimentación.

 

3.Evaluación

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

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

1. Prácticas de Laboratorio (E08) (25%)

Referidas a etapas y circuitos analizados en las clases de teoría, su montaje o/y diseño.

Esta actividad cubre fundamentalmente (aunque no sólo) los resultados de aprendizaje RA5 y RA6.

 

Se calificarán mediante observación del trabajo de los estudiantes en el laboratorio (capacidad de montaje, puesta en marcha de los circuitos, razonamiento circuital y manejo del simulador) y mediante valoración del trabajo preparatorio previo.

 

Calificación (CL) de 0 a 10 puntos, supondrá el 25% de la calificación global del estudiante.

 

Se exigirá una nota mínima de 4.0 puntos sobre 10 en el total de la calificación de las prácticas de laboratorio (CL >=4.0).

 

2. Examen de cuestiones y ejercicios (E01) (75%)

Compuesto por cuestiones teórico-prácticas (NC) y ejercicios (NE), a realizar en las convocatorias oficiales.

Esta actividad cubre los resultados de aprendizaje RA1, RA2, RA3, RA4 y RA7.

 

Calificación del examen de cuestiones y ejercicios (CT) de 0 a 10 puntos.

 

Supondrá el 75% de la calificación global del estudiante. Se valorará la corrección de las respuestas, los desarrollos, diseños y resultados numéricos.

 

Se exigirá una nota mínima de 4.0 puntos sobre 10 en el total del examen de cuestiones y ejercicios (CT >= 4.0).

 

Si se han superado las notas mínimas de cada parte, la calificación final de la asignatura será: 0.25xCL + 0.75xCT

 

En caso de no superarse la nota mínima del examen de cuestiones y ejercicios o de las prácticas de laboratorio, la calificación final de la asignatura será: mínimo (CL, CT).

 

La asignatura se supera con una calificación total de 5 puntos sobre 10.

 

PRUEBA GLOBAL (CONVOCATORIAS OFICIALES)

En las dos convocatorias oficiales (junio y septiembre) se realizará la evaluación global del estudiante.

 

Convocatoria de junio

Esta asignatura tiene un sello de excepcionalidad de evaluación continua en su parte práctica (Según Art. 9.4 del Reglamento de evaluación), lo cual implica la obligatoriedad de presencialidad y seguimiento por parte del alumno. Por ello, la calificación en esta actividad se traslada hasta la prueba global de la convocatoria de junio sin posibilidad de recuperación.

 

Se realizarán las siguientes pruebas:

- Examen de cuestiones y ejercicios: calificación (CT) de 0 a 10 puntos (75%). Se exigirá una nota mínima de 4.0 puntos sobre 10 en el total del examen de cuestiones y ejercicios (CT >= 4.0).

 

Si se han superado las notas mínimas de cada parte, la calificación global de la asignatura será: 0.25xCL + 0.75xCT

 

En caso de no superarse la nota mínima del examen de cuestiones y ejercicios o de las prácticas de laboratorio, la calificación final de la asignatura será: mínimo (CL, CT).

La asignatura se supera con una calificación total de 5 puntos sobre 10.

 

Convocatoria de septiembre

Se realizarán las siguientes pruebas:

- Examen de cuestiones y ejercicios: calificación (CT) de 0 a 10 puntos (75%). Se exigirá una nota mínima de 4.0 puntos sobre 10 en el total del examen de cuestiones y ejercicios (CT >= 4.0).

 

- Examen de laboratorio: calificación (CL) de 0 a 10 puntos (25%). El examen consistirá en la implementación y/o simulación de circuitos similares a los desarrollados durante el curso en las sesiones de prácticas de laboratorio. Se valorará la metodología de diseño, el funcionamiento del circuito y el manejo del instrumental de laboratorio y de la herramienta de simulación.

 

Se exigirá una nota mínima de 4.0 puntos sobre 10 en el total de la calificación de las prácticas de laboratorio (CL>=4.0).

 

Por necesidades de preparación de la logística asociada al examen de laboratorio, para asistir al mismo se requerirá solicitud previa por parte del alumno en el plazo que se comunicará en clase.

 

Si se han superado las notas mínimas de cada parte, la calificación global de la asignatura será: 0.25xCL + 0.75xCT

 

En caso de no superarse la nota mínima del examen de cuestiones y ejercicios o de las prácticas de laboratorio, la calificación final de la asignatura será: mínimo (CL, CT).

La asignatura se supera con una calificación total de 5 puntos sobre 10.

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:

Contempla tres aspectos principales de actuación: clases de teoría, clases de problemas y sesiones de laboratorio, que requerirán un creciente nivel de implicación por parte de los/as estudiantes, y cuyo desarrollo y características se consideran en posteriores apartados de esta guía.

Dicho desarrollo se apoyará en la bibliografía recomendada y en una serie de materiales complementarios que estarán disponibles en la plataforma virtual "Moodle" de la Universidad de Zaragoza, desde la que los/as alumnos/as podrán descargárselos.

Dichos materiales complementarios incluirán diferentes documentos, tales como, por ejemplo:

- Presentación de la asignatura, ofreciendo datos del profesorado, una descripción de los objetivos y contenidos del programa, horarios de clases y fechas de laboratorio, los criterios de evaluación y la bibliografía recomendada,

- Mapas conceptuales y figuras,

- Guiones de laboratorio 

- Apuntes de Electrónica de Potencia,

- Enunciados de exámenes previos.

4.2.Actividades de aprendizaje

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

De grupo completo, tanto clases magistrales (M1), en las que se expondrán los conceptos, contenidos y técnicas contemplados en el programa de la asignatura, como prácticas en el aula (M4), en las que se resolverán cuestiones y problemas propuestos en convocatorias anteriores de la asignatura.

Tanto en uno como en otro caso, se motivará y potenciará la participación activa del alumnado, apoyada en el correspondiente trabajo personal continuado.

Este trabajo continuado se verá especial y específicamente demandado por las sesiones de laboratorio (M9), de periodicidad quincenal y dos horas y media de duración, de acuerdo con el calendario establecido por el centro, y de asistencia obligatoria.

En ellas, lo idóneo sería la realización personal e individualizada de las sesiones que contemplan el montaje específico y directo de etapas y circuitos vistos en las clases teóricas.

Sin embargo, las restricciones de horarios, espacios y equipamientos disponibles hacen que se planteen sesiones de laboratorio por parejas.

Ni que decir tiene que el trabajo autónomo del alumno y su participación activa en las actividades de formación es fundamental en el proceso de aprendizaje de cada alumno(a) y la superación por su parte de las diferentes actividades de evaluación.

4.3.Programa

Las actividades docentes en el aula, es decir las clases magistrales (M1) y las clases de problemas (M4), cubrirán un  total de 45h para la impartición del correspondiente programa.

Dicho programa se ha estructurado en diferentes bloques temáticos y sesiones docentes, tal cual se muestra a continuación, indicándose entre paréntesis (M1+ M4), a título orientativo, la dedicación temporal contemplada en cada caso.

 

Programa de teoría y problemas

 

INTRODUCCIÓN (1 + 0 = 1):

Presentación de la asignatura.

Los sistemas electrónicos: Diagrama de bloques básico.

Tipos de Sistemas: Ramas de la Electrónica.

 

A) PROCESADO DE SEÑALES ANALÓGICAS (19 + 15 = 34):

A.1.- REALIMENTACIÓN (3 + 1 = 4):

Concepto. Caracterización. Topologías básicas. Efectos de la realimentación.

A.2 – El AMPLIFICADOR OPERACIONAL (2 + 0 = 2)

Estructura, características y limitaciones principales. El AO ideal.

A.3.- ETAPAS CON AMPLIFICADOR OPERACIONAL IDEAL (14 + 14 = 28):

Etapas de cálculo. Etapas de filtrado. Etapas de instrumentación. Etapas de conversión. Etapas de comparación. Etapas de generación de señales. Etapas de modulación de señales. Análisis y diseño.

 

B) PROCESADO DE ENERGÍA ( 7 + 3 = 10):

B.1.- FUNDAMENTOS ELECTROTÉCNICOS (2 + 0 = 2):

Fuentes de energía. Conversiones energéticas.

Dispositivos electrónicos de potencia.

 

B.2.-SISTEMAS DE CONVERSIÓN DE ENERGÍA (5 + 3 = 8):

Tipos de conversión. Equipos de conversión.

Amplificadores de potencia y conversión energética.

Aplicaciones a la radiofrecuencia.

 

EXTENSIÓN TOTAL DE LAS ACTIVIDADES DE AULA: 29 + 16 = 45 horas.

 

De esta manera, en principio, las actividades M1 cubrirán aproximadamente las dos terceras partes de la disponibilidad horaria en el aula y el tercio restante se dedicará a las actividades prácticas M4.

Sin embargo, la intención es, en la medida en que la asimilación por parte del alumnado de los conceptos y métodos expuestos lo permita, dedicar a las actividades de resolución de cuestiones y problemas algunas de las horas inicialmente asignadas como M1.

Paralelamente, y en secuencia sincronizada con la docencia en el aula, se han previsto seis sesiones de laboratorio de dos horas y media en las que se implementarán y caracterizarán diferentes etapas y bloques básicos presentados en las clases presenciales.

 

Programa de prácticas

 

1 – El amplificador operacional sin y con realimentación

Montaje y caracterización de la función de transferencia de circuitos basados en amplificador operacional afectados o no de algún tipo de realimentación.

2 – Etapas básicas con amplificadores operacionales y resistencias

Diseño, montaje y análisis de las siguientes etapas basadas en amplificador operacional:

Amplificador inversor

Amplificador no inversor

Sumador

Restador

3 – Etapas filtrado e instrumentación con amplificador operacional

Diseño, montaje y análisis de las siguientes etapas basadas en amplificador operacional:

Derivador

Integrador

Amplificador de instrumentación

Conversor tensión/corriente

Conversor corriente/tensión

4 – Etapas generadoras de señal con amplificador operacional

Diseño, montaje y análisis de las siguientes etapas basadas en amplificador operacional:

Astable

Generador de onda cuadrada/triangular

Conversor tensión/frecuencia

Oscilador en puente de Wien

5 – Emisor de audio AM

Montaje y análisis de una etapa emisora AM (preamplificador, oscilador y mezclador) basada en transistores bipolares.

6 – Amplificación de potencia y recepción de radio AM

Montaje de un amplificador de baja frecuencia con salida en etapa bipolar de simetría complementaria. Montaje de un sintonizador-demodulador de AM.

 

EXTENSIÓN TOTAL DE LAS ACTIVIDADES DE LABORATORIO: 6 x 2,5h = 15 horas.

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

Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos

Será de acuerdo con lo establecido por el Centro en su calendario y horarios oficiales.

La asignatura de Electrónica Analógica se imparte en el semestre del Grado, es decir en el  semestre de su 2º curso.

Las fechas concretas de inicio y final de las clases, las de realización de las prácticas de laboratorio y las correspondientes a las evaluaciones globales, así como sus respectivos horarios, serán los establecidos por el Centro al principio del curso académico, o por las oportunas convocatorias oficiales cuando así proceda.

 

4.5.Bibliografía y recursos recomendados

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=30311&year=2019


Curso : 2020/2021

30311 - Analog Electronics


Información del Plan Docente

Academic Year:
2020/21
Subject:
30311 - Analog Electronics
Faculty / School:
110 -
Degree:
438 - Bachelor's Degree in Telecomunications Technology and Services Engineering
581 - Bachelor's Degree in Telecomunications Technology and Services Engineering
ECTS:
6.0
Year:
581 - Bachelor's Degree in Telecomunications Technology and Services Engineering: 2
438 - Bachelor's Degree in Telecomunications Technology and Services Engineering: 2
Semester:
438 - Second semester
581 - 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

Learning process will be developed through three main aspects: lectures, exercises solving and laboratory sessions, activities that will demand an increasing involvement from the students.

These activities will be supported by a recommended bibliography to be completed with some complementary materials that will be available in the virtual platform "Moodle" of the University of Zaragoza, from which the students will be able to download them.

These complementary materials will include different documents like, for example, the following ones:

- Presentation of the subject: showing contact data of the teacher, the description of the objectives and contents of the program, timetables of tutorials, scheduling of classes, dates of laboratory sessions, evaluation criteria and recommended bibliography.

- Conceptual schemes and drawings,

- Manuals for laboratory sessions

- Notes about Power Electronics,

- Collection of exams of past courses.

4.2.Learning tasks

Classroom activities (M1 and M8) will be developed, as stated by the EINA scheduling, in different sessions covering three hours a week, including theoretical (M1) and practical (M4: questions and problem solving) activities.

On the one hand, M1 activities will present and develop the basic concepts and techniques related to the items proposed in the program.

On the other hand, M8 activities will be oriented to resolve some questions and problems proposed in previous exams about the subject, once individually analysed by the pupils, whose activity in these tasks will be adequately motivated and reinforced.

Laboratory activities (M9) will be developed in two hours and a half sessions every other week, so that there will be six of them in the semester, one every fortnight, according to the schedule stated by the EINA.

The personal concern of the pupils in the preparation and development of these activities will be of prime importance to adequately profiting them, a point to be systematically underlined by the professor.

The preparation by the pupils of laboratory activities must be individual, notwithstanding its development in groups of two, depending on the facilities of the laboratory where the activities are to be developed.

A systematic autonomous work of each pupil will be determinant in having a profitable return of his/her learning activities.

4.3.Syllabus

The classroom activities (M1 and M4) will cover a total of 45 hours to the lecturing activities of the proposed subject program.

This program is structured in several thematic blocks and sessions as follows (the amount of lecturing hours tentatively assigned to each of them are shown in brackets: M1+M4):

Classroom activities

INTRODUCTION (1+0=1)

Electronic systems: a block diagram.

Systems and Electronics: a classification.

A) ANALOGUE SIGNALS PROCESSING (19+15=34):

A1.- ELECTRONIC FEEDBACK (3+1=4)

Basic concepts, parameters, types and topologies. Effects.

A.2 - OPERATIONAL AMPLIFIER (2+0=2)

Structure, characteristics and limitations. Ideal operational amplifier.

A3.- IDEAL OPERATIONAL AMPLIFIER (OA) CIRCUITS (14+14=28)

Basic amplifying, calculating and filtering circuits. Instrumentation and conversion basic blocks. Comparators, signal generators and oscillators: basics.

B) ENERGY PROCESSING (7+3=10):

B1.- ELECTROTECHNICAL BASICS (2+0=2)

Energy sources and energy conversion. Power electronic devices. 

B2.- ENERGY CONVERSION SYSTEMS  (5+3=8)

Conversion types. Conversion blocks: a classification. Power amplifiers and energy conversion. Radiofrequency applications. 

Then, M1 classroom activities will tentatively cover about two-thirds of the assigned hours and the remaining third will be spent in M4 practical activities (questions and problem solving).

However, the aim is to transfer to M8 activities some of the hours tentatively assigned to M1 activities, depending on pupils' assimilation of the presented concepts and techniques.

Finally, the laboratory sessions, two hours and a half long as previously stated will be developed in due synchronization with classroom activities, covering

The implementation and characterization of basic blocks presented in classroom lecturing.

Laboratory activities

1 – Operational amplifier without and with feedback

Characterization of the transfer function of circuits based on an operational amplifier without or with feedback.
2 – Operational amplifier basic circuits
Design, assembly and analysis of the following circuits based on an operational amplifier:
The inverting operational amplifier
The non-inverting operational amplifier
The summing amplifier
The voltage subtractor amplifier
3 – Filtering and instrumentation stages with operational amplifier
Design, assembly and analysis of the following circuits based on an operational amplifier:
The differential amplifier
The integrator amplifier
The instrumentation amplifier
The voltage-to-current converter
The current-to-voltage converter
4 – Waveform generating stages with operational amplifier
Design, assembly and analysis of the following circuits based on an operational amplifier:
The astable multivibrator
The waveform generator
The voltage-to-frequency converter
The Wien bridge oscillator
5 – AM radio transmitter
Assembly and analysis of an AM transmitter stage (preamplifier, oscillator and mixer) based on bipolar transistors. 6– AM radioreceptor and power amplifier
Assembly of an AM tuner-demodulator and a complementary simmetry amplifier output stage

4.4.Course planning and calendar

They will be as stated by the EINA

4.5.Bibliography and recommended resources

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=30311&year=2019