Denominación: Sistemas Analógicos

Denominación: Sistemas Analógicos 

Nº de créditos ECTS:       5

Especialidad: (carácter aplicado)

Tipo: Troncal

Idioma: Español

Resumen:               

La formación de Grado en Electrónica Analógica en los estudios de una Ingeniería que la necesite no suele ir más allá de las bases y fundamentos que permiten adentrarse en la Electrónica Analógica Profesional que es el tema central de este curso, en el que las técnicas de diseño analógico avanzado son parte fundamental. Así pues, este curso busca completar la formación en Electrónica Analógica del alumno orientándola hacia el empleo práctico de circuitos integrados comerciales (CI´s) para diversos sistemas analógicos e interfases con el mundo real de los sensores y con sistemas digitales de procesado. Los sistemas analógicos se estudiarán, por tanto, como parte de sistemas reales que comprenden partes analógicas y digitales, con especial énfasis en las primeras orientadas a la adquisición y manejo de adecuado (con mínima degradación) de las señales generadas por fuentes de diferente naturaleza y comportamiento eléctrico. Como parte de esa formación se incluye un estudio con orientación esencialmente práctica, de aquellos conceptos necesarios como amplificadores de carga, ruido y distorsión, no tratados de esta forma previamente. Tal estudio se hará según vaya siendo necesario en el desarrollo de la asignatura. Se pondrá especial énfasis en conocer el estado tecnológico actual reflejado en catálogos y notas de aplicación, cuyo empleo como material docente no es más que un anticipo de lo que encontrará en su futura vida profesional el alumno de este curso.

Programa:

Objetivos pedagógicos:

El objetivo general del curso es que el asistente adquiera una visión amplia y a la vez completa de los aspectos de diseño analógico que le permitirán tanto diseñar sin demasiada ingenuidad circuitos y sistemas analógicos como entender el funcionamiento de buena parte de los equipos electrónicos empleados en comunicaciones e instrumentación. En especial saldrá capacitado para diseñar con Amplificadores Operacionales, cuyas prestaciones hoy en día permiten diseños con frecuencias de funcionamiento cercanas al GHz, tanto con los más recientes Operacionales "realimentados en corriente" como con los tradicionales Operacionales realimentados en tensión cuyas prestaciones mejoran día a día. En cuanto a la parte "no-lineal" del procesado analógico, saldrá capacitado para emplear, sin depender de circuitos concretos de catálogos, cualquier tipo de procesador analógico basado en multiplicadores analógicos (moduladores balanceados, comparadores de fase, conversores logarítmicos y exponenciales, etc) conociendo sus prestaciones, servidumbres y limitaciones.

Por lo tanto, la primera parte del curso se centra en el diseño profesional de funciones de transferencia (ganancias en general) de tipo puramente eléctrico, donde las señales de entrada y de salida son tensiones o corrientes. Sin embargo, la segunda parte del curso supone una visión totalmente nueva, donde aparecen funciones de transferencia cuyas señales de entrada y de salida son ya de cualquier tipo. Sirva como ejemplo la ganancia de un simple comparador de fase KD cuya salida sea una tensión proporcional a un desfasaje entre dos señales, que es su señal de entrada (radianes) cuya naturaleza nada tiene qué ver con tensión ni con corriente eléctricas. Y sirva como segundo ejemplo la respuesta paso-bajo (similar a la de un simple circuito R-C bien conocido) de un demodulador FM diseñado con el anterior comparador de fase y un VCO. El alumno verá que la ganancia en tensión que conoce del R-C (dimensiones V/V) y la del mencionado demodulador FM (dimensiones V/Hz) son formalmente iguales, lo que ayuda a construir una estructura mental amplia y capaz de llevar más allá los conocimientos básicos que el alumno posee, pero que no ha desarrollado anteriormente.

Metodología:

            El curso se basa en la impartición de clases magistrales basadas en presentaciones electrónicas tipo Power Point complementadas por explicaciones, casos prácticos y ejemplos docentes relacionados dados por el profesor sobre la explicación central. El valor añadido de esta información adicional es muy grande, ya que va orientado a poner de relieve todo aquello que en la mayoría de los libros de texto se pasa por alto en aras de una mayor sencillez, no siempre bien justificada. Esta información adicional recoge la experiencia del profesor en su vida profesional tanto como estudioso del tema que ha visto numerosos casos prácticos, notas de aplicación etc., como diseñador con experiencia en esos otros casos que ha encontrado en el desarrollo de su actividad investigadora y docente. Esto requiere que el profesor que imparta este curso posea la anterior experiencia en los temas mencionados, de modo que es un curso que debe ser impartido por profesores "senior" y con experiencia, pero esto es lo que da un verdadero valor añadido a una formación de tipo Master en SISTEMAS ELECTRÓNICOS. Los alumnos completan el curso con un diseño teórico final de carácter individual que tras ser evaluado por el profesor buscando la aplicación y asimilación de las ideas comentadas en clase, pasará a formar parte (un 40%) de la calificación final.

Documentación:

• Trasparencias en Power Point ya comentadas. Se entregará a los alumnos las fotocopias de las mismas.
• Artículos, notas de aplicación, Anexos complementarios sobre temas concretos.

Evaluación:

• Examen escrito (60% de la nota final)
• Trabajo final (40% de la nota final)

Bibliografía:

Hay muy pocos libros con el enfoque que tiene esta asignatura, por lo que los que más se acercarían a su planteamiento serían (por este orden):

1.-Soclof: "Design and Applications of Analog Integrated Circuits". Prentice-Hall, 1991

2.-S. Franco: "Design with AO and Analog IC´s". 2^a De. McGraw Hill, 1998.

            Cualquiera de ellos serviría para cubrir esa especie de "necesidad de un libro de texto" para seguir la asignatura. Este sentir es entendible a tenor de la experiencia educativa vivida por el alumno anteriormente, pero cuando vaya viendo a lo largo de la asignatura la cantidad de información y experiencia práctica acumulada en las notas de aplicación y en los catálogos ofrecidos por los fabricantes de circuitos integrados analógicos a día de hoy, cambiará esa forma de pensar, sintiéndose mucho más arropado. De este modo él mismo irá haciéndose una pequeña biblioteca de los temas de la asignatura y otros que puedan interesarle, obtenidos de esas y otras fuentes de información como Internet, que le serán de gran utilidad tanto para la asignatura y su trabajo de diseño final, como en su futura vida profesional si le permite seguir en contacto con la Electrónica Analógica.

Estimación de la carga docente para el alumno: