Curs 2014-15

Medis de Transmissió i Circuits Electrònics

Titulació:	Codi:	Tipus:
Grau en Enginyeria Informàtica	21462	Optativa
Grau en Enginyeria Telemàtica	21302	Obligatòria 1r curs
Grau en Enginyeria en Sistemes Audiovisuals	-	-

 

Crèdits ECTS:

4

Dedicació:

100 hores

Trimestre:

3r

 

Departament:	Dept. de Tecnologies de la Informació i les Comunicacions
Coordinador:	Rafael Pous
Professorat:	Rafael Pous, Ausias Vives, Laura Becerra, Xavier Lario
Idioma:	Català y castellà
Horari:
Campus:	Campus de la Comunicació - Poblenou

 

Presentació de l'assignatura

Mitjans de Transmissió i Circuits Electrònics és una assignatura introductòria i de caràcter teòric i pràctic en que s’estudien els fonaments bàsics de circuits electrònics.

Els blocs que s’estudien són els següents:

• Anàlisi bàsica de circuits
• Anàlisi i disseny de portes lògiques
• Circuits no lineals i amplificadors
• Règim permanent sinusoïdal i filtres
• Amplificadors operacionals

 

 

Prerequisits

Per al seguiment correcte de l’assignatura es requereix disposar d’una base sòlida en matemàtiques i física (de nivell de segon de Batxillerat).

Les competències i coneixements previs necessaris són els següents:

• Operacions amb nombres complexos
• Àlgebra de vectors i matrius
• Càlcul bàsic de derivades i integrals.
• Resolució d’equacions i sistemes d’equacions lineals
• Conceptes bàsics d’electromagnetisme: camp elèctric i camp magnètic
• Conèixer el sistema internacional d'unitats i la notació científica

 

Competències

Competències transversals

Instrumentals

1. Anàlisi
2. Resolució de problemes
3. Creativitat

Interpersonals

1. Treball en equip
2. Comunicació escrita

Sistèmiques

1. Capacitat d’estimació i programació del treball
2. Transferència de coneixements teòrics a pràctics
3. Responsabilitat per a la qualitat en la realització de les tasques

Competències específiques

1. Utilitzar models bàsics dels circuits de constants localitzades per resistències, fonts, inductàncies, capacitats i transistors.
2. Analitzar circuits que incloguin elements lineals de constant localitzada (linear lumped elements). Específicament, analitzar circuits que continguin resistències i fonts independents utilitzant tècniques com el mètode dels nusos, superposició i Thévenin.
3. Utilitzar l’àlgebra de Boole per descriure la funció de circuits lògics.
4. Dissenyar circuits que representin expressions de lògica digital. Específicament, dissenyar circuits digital al nivell d’abstracció de porta (gate-level) per implementar una funció booleana.
5. Comprovar les especificacions estàtiques dels circuits. Per exemple, determinar si el circuit que representa una porta lògica proporciona els marges de soroll adequats.
6. Determinar la sortida produïda per un circuit donada per un conjunt d’entrades tot utilitzant el model resistiu d’un MOSFET.
7. Dur a terme anàlisi de petit senyal d’un amplificador utilitzant models de petit senyal per a tots els elements del circuit.
8. Descriure analíticament el comportament temporal de circuits de primer i segon ordre que contenen resistències, capacitats i inductors.
9. Construir circuits resistius, portes simples i amplificadors al laboratori.
10. Determinar el comportament freqüencial de circuits amb resistències, bobines i capacitats al laboratori.
11. Utilitzar models d’amplificador operacional en circuits amb realimentació negativa.
12. Dissenyar, construir i comprovar un sistema electrònic el qual inclogui components analògics i digitals.

A part de les competències específiques derivades dels continguts, l’assignatura de Mitjans de Transmissió i Circuits Electrònics està pensada per donar a l’estudiant una sèrie de competències que seran de molta utilitat al llarg de tota la carrera. Per tant, en aquesta assignatura es vol aconseguir:

• Entendre els principis bàsics d’enginyeria elèctrica així com les abstraccions emprades en el disseny de sistemes electrònics. Aquestes inclouen models de circuits amb elements concentrats (“lumped circuit models”), règim permanent sinusoïdal, circuits digitals i amplificadors operacionals.
• Utilitzar les abstraccions d’enginyeria per analitzar i dissenyar circuits electrònics bàsics.
• Formular i resoldre equacions diferencials tot descrivint el comportament temporal dels circuits que contenen elements d’emmagatzemament d’energia.
• Utilitzar la intuïció per descriure el comportament temporal dels circuits que contenen elements d’emmagatzemament d’energia.
• Entendre el concepte d’utilitzar un model simple per representar elements no lineals i actius que es troben en els circuits, com per exemple els transistors MOSFET.
• Construir circuits i extreure’n mesures de les variables del circuit utilitzant eines com per exemple oscil·loscopis, multímetres i generadors de senyal. Comparar i analitzar les mesures experimentals amb el comportament predit pels models matemàtics.
• Entendre la relació entre la representació matemàtica del comportament d’un circuit i els efectes reals corresponents.
• Apreciar el significat pràctic dels sistemes electrònics desenvolupats al llarg de l’assignatura.

 

Avaluació

Per a l’avaluació de l’assignatura hi ha un únic itinerari, en el que la nota es calcula en base a:

• Laboratori (20%): Es faran 8 lliuraments (4 estudis previs i 4 memòries). La nota mínima per aprovar el Laboratori és de 5. L’assistència a les pràctiques és requisit imprescindible per a aprovar l’assignatura. Només en casos excepcionals i justificats es podrà optar a recuperar la pràctica, sempre abans de l’examen final. Una nota de pràctiques inferior a 5 o la no assistència a alguna pràctica implica la impossibilitat d’aprovar l’assignatura al Juliol, doncs les pràctiques no es poden recuperar.
• Problemes (20%): Es faran 3 lliuraments de forma individual. A cada lliurament hi haurà al menys 4 problemes i se’n corregiran i puntuaran al menys 2. La nota mínima per aprovar Problemes és de 5. Una nota de problemes inferior a 5 implica la impossibilitat d’aprovar l’assignatura al Juliol, doncs els problemes no es poden recuperar.
• Examen Final (60%): Inclourà tota la matèria de l’assignatura. La nota mínima a l’Examen Final per a aprovar l’assignatura és de 5. 

En d’haver aprovat pràctiques i problemes, però haver suspès l’Examen Final, es podrà optar a l’Examen de Recuperació de Juliol que substitueix, a tots els efectes, l'Examen Final.

 

Continguts

L’assignatura de Mitjans de Transmissió i Circuits Electrònics considera una sèrie de continguts que es treballaran per tal d’assolir les competències exposades en l’apartat anterior. L’assignatura consta de 5 grans blocs:

Bloc de contingut 1. - Anàlisi bàsica de circuits

• Introducció i elements concentrats
• Mètode bàsics d’anàlisi de circuits (KVL i KCL)
• Superposició, Thévenin i Norton 

Bloc de contingut 2. - Anàlisi i disseny de portes lògiques

• L’abstracció digital i l’interior de les portes lògiques
• Transitoris capacitius de primer ordre i velocitat de circuits digitals 

Bloc de contingut 3 . - Circuits no lineals i amplificadors

• Anàlisi no lineal
• Anàlisi incremental
• Fonts dependents i amplificadors
• Anàlisi en gran senyal de l’amplificador MOSFET
• Model en petit senyal dels amplificadors 

Bloc de contingut 4. - Règim permanent sinusoïdal i filtres

• Règim permanent sinusoïdal i el model d’impedàncies
• Funció de transferència i filtres 

Bloc de contingut 5 . - Amplificadors operacionals

 

Metodologia

Mitjans de Transmissió i Circuits Electrònics té 4 crèdits ECTS que corresponen a 100 hores de feina, de les quals només 36 són presencials. Aquestes 36 hores estan dividides en: teoria (18 hores), seminaris (10 hores) i pràctiques de laboratori (8 hores).

Teoria

• A les classes de teoria es presentaran els conceptes fonamentals de l’assignatura.
• Les classes de teoria seran en grup gran (tots els grups junts).
• L’assistència és en principi obligatòria.
• Per a cada hora de teoria, hi ha unes lectures prèvies del llibre de text, que cal fer abans de cada classe .

Seminaris

• Els seminaris estan destinats a la discussió de problemes prèviament treballats pels alumnes. El professor resoldrà els dubtes que hagin sorgit.
• Les classes de seminari es faran en grups mitjans.
• L’assistència és en principi obligatòria.
• El material docent es publicarà setmanalment a l’espai de l’assignatura de l’Aula Global.
• Cada dues setmanes l’alumne haurà de lliurar al professor tots els problemes anunciats a l’Aula Global. El professor corregirà aleatòriament un mínim de dos que comptaran com a nota de problemes.
• El lliurament dels problemes comptarà com a nota parcial de tota l’assignatura (nota de problemes).
• A l’Aula Global s’informarà de les dates màximes de lliurament. Els lliuraments posteriors a aquesta data es consideraran nuls. Tots els lliuraments s’hauran de fer durant les classes de teoria, en ma al professor.

 Pràctiques de laboratori

• Les pràctiques de laboratori estan destinades a la realització d’exercicis pràctics utilitzant els equips de mesura electrònics.
• Les classes de laboratori seran en grups petits.
• L’assistència és totalment obligatòria, i requisit imprescindible per a aprovar l’assignatura.
• El material docent es publicarà setmanalment a l’espai de l’assignatura de l’Aula Global.
• Abans de cada sessió de laboratori l’alumne lliurarà al professor els estudis previs.
• A l’Aula Global s’informarà de les dates màximes de lliurament. Els lliuraments posteriors a aquesta data es consideraran nuls. Tots els lliuraments s’hauran de fer a través de l’Aula Global.

Tutoríes

Horaris disponibles per a la resolució de dubtes en el lloc i les hores anunciats a l’Aula Global.

 

Recursos

Bibliografia bàsica

• Anant Agarwal and Jeffrey Lang, course materials for 6.002 Circuits and Electronics, Spring 2007. MIT OpenCourseWare (http://ocw.mit.edu/), Massachusetts Institute of Technology.
• Agarwal, Anant, and Jeffrey H. Lang. Foundations of Analog and Digital Electronic Circuits . San Mateo, CA: Morgan Kaufmann Publishers, Elsevier, July 2005. ISBN: 9781558607354.

Bibliografia de reforç

• Tipler, P. A., Física , vol. I i II, Editorial Reverté.
• Giró, A., Canales, M., Rey, R., Sesé, G:, Tullàs, J., Física per a estudiants d’informàtica, Edicions de la UOC – Edicions UPC.