Departamento de Electrónica y Tecnología de Computadores

Histórico de Programas

Sistemas Analógicos e Instrumentación - (2014/2015)

Titulacion: Ingeniería Electrónica
Web: no aportada
Tipo: Obligatoria
Curso: 1
Cuatrimestre: 1
Créditos Teóricos: 6.0
Créditos Prácticos: 6.0
Profesores: Carvajal Rodríguez Miguel Ángel
López Villanueva Juan Antonio
Martínez Olmos Antonio
Versión Imprimible: PDF
 
 

Descripción:
Programa Teoría:
 
A) PRIMER CUATRIMESTRE
 
1.- Introducción. Medida y Señales Eléctricas
·        Ciencia y Tecnología de la Medida
·        Uso de la Electrónica en Instrumentación
·        Transductores
·        Tipos de señales
·        Respuesta Estática y Dinámica
2.- Circuitos analógicos para procesado de señal. Acondicionadores.
·        El Amplificador Operacional. Modelos. Estabilidad
·        Amplificadores en Instrumentación. Amplificadores de Aislamiento
·        Filtros activos. Filtros multietapa. Capacidades conmutadas
·        Fuentes de corriente y referencias de Tensión
·        Circuitos no lineales. Comparadores. Conmutadores analógicos. Amplificadores de muestreo-retención
3.- Generadores de señal y Circuitos de temporización
·         Osciladores de Relajación. Multivibradores. Temporizadores monolíticos.
·        Generadores de onda triangular y diente de sierra
·        Monoestables
·        Convertidores V/F y F/V. VCO
·        Generadores senoidales. Osciladores a cristal 
4.- Ruido e interferencias. Medida de señales débiles.
·        Propiedades y dinámica del ruido. Definiciones y parámetros
·        Ruido en componentes electrónicos. Modelos
·        Ruido en amplificadores
·        Otras medidas de ruido
·        Interferencias. Conexión a masa. Blindajes y apantallamientos
·        Medida de señales en entornos de alto ruido. Detección sensible a fase
5.- Circuitos convertidores D/A y A/D. Adquisición de Señales Analógicas
·        Convertidores D/A. Aplicaciones
Convertidores A/D. Sobremuestreo. Sistema de adquisición de señales analógicas
6.- Sistemas de instrumentación. Instrumentación virtual
·        Instrumentos y equipos
·        Automatización de la medida. Buses de instrumentación.
·        Instrumentación virtual
 
B) SEGUNDO CUATRIMESTRE:
 
1.- Introducción a la Electrónica de Potencia
·        Circuitos Conmutados de Potencia. Eficiencia.
·        Conceptos Básicos. Factor de Potencia.
·        Conmutadores reales: Diodos y transistores en Conmutación. MOSFET de Potencia e IGBT
·        Componentes Pasivos. No idealidades. Transformadores.
·        Circuitos de control de puerta
·        Aspectos térmicos. Disipadores
2.- Convertidores AC-DC. Rectificadores
·        Rectificadores de Media Onda. Filtrado Capacitivo e Inductivo
·        Rectificadores de Onda Completa
·        Sistemas Trifásicos. Rectificación en Sistemas Trifásicos
3.- Fuentes de Alimentación Lineales
·        Reguladores lineales. Ejemplos Integrados
·        Reguladores de tres terminales
·        Programación y detección remotas
·        Ejemplo de fuente lineal comercial
4.- Convertidores DC-DC.
·        Convertidores dc-dc no aislados. Topologías básicas
·        Diseño de convertidores dc-dc. Cálculo de los elementos de filtrado
·        Modo de operación en conducción discontinua
·        Conmutación dura y conmutación suave. Convertidores dc-dc resonantes
·        Convertidores dc-dc aislados. Distintas topologías
·        Aplicaciones de los convertidores dc-dc
5.- Control de Convertidores DC-DC
·        Función de transferencia de un convertidor conmutado. Técnicas de promediado
·        Controladores. Control programado por tensión
·        Control programado por corriente.
6.- Sistemas de Alimentación
·        Fuentes de alimentación conmutadas. Ventajas frente a las fuentes lineales
·        Ejemplo de fuente de alimentación conmutada
·        Sistemas de alimentación distribuidos. Técnicas de mejora de la eficiencia
·        Alimentación en sistemas portátiles
7.- Convertidores DC-AC. Inversores
·        Introducción: Convertidores dc-ac: Topologías
·        Inversores de onda cuadrada. Inversores resonantes
·        Inversores PWM. Topologías
·        Sistemas de alimentación ininterrumpida
·        Convertidores AC-AC con enlace DC
·        Otras aplicaciones de los inversores.
8.- Convertidores controlados por fase. Tiristores.
·        Tiristores. Distintos tipos. Circuitos de disparo
·        Control por ángulo de disparo. Rectificación e inversión
·        Convertidores trifásicos controlados por fase
·        Aplicación en convertidores DC-DC: Troceadores
·        Aplicación en convertidores AC-AC: Cicloconvertidores
 
 
Programa Prácticas:
 
A) PRIMER CUATRIMESTRE
 
1.- Caracterización experimental de un amplificador de instrumentación comercial
·        No idealidades estáticas: Tensión de offset. Corriente de polarización
·        Ganancia en modo diferencial y modo común
·        Comportamiento en frecuencia
·        Límites de señal a la salida
2.- Diseño y montaje de un luxómetro de bajo coste
·        Diseño analógico. Diseño y construcción de la fuente de corriente. Acondicionamiento y amplificación de la señal
·        Conversión A/D. Diseño y construcción del módulo VCO
·        Montaje digital y contador de pulsos. Lógica digital. Microcontrolador. Contador de pulsos
·        Calibración del sistema y ensayos de funcionamiento
3.- Muestreo y reconstrucción de una señal sinusoidal
·        Muestreo de la señal
·        Obtención de la señal de muestreo, oscilador 555
·        Reconstrucción de la señal. Filtrado paso-baja. Filtrado paso-banda
 
B) SEGUNDO CUATRIMESTRE
 
1.- Conmutación de un MOSFET de potencia con carga inductiva
·        Efectos de la resistencia del circuito fuente
·        Dependencia con la frecuencia. Conducción en modo continuo y modo discontinuo 
2.- Montaje y caracterización de una fuente lineal regulada
·        Montaje y caracterización de una fuente lineal no regulada. Rizado de salida. Corriente en el secundario
·        Fuente lineal regulada. Análisis del regulador integrado. Diseño térmico: Cálculo del disipador. Montaje y caracterización.
3.- Estudio de un convertidor dc-dc reductor
·        Diseño, montaje y caracterización
·        Efectos de la corriente de salida. Conducción en modo continuo y modo discontinuo 
4.- Diseño de un convertidor dc-dc elevador controlado mediante un circuito PWM integrado
·        Estudio y caracterización del controlador integrado PWM
·        Montaje y caracterización del convertidor
·        Efectos de la corriente de salida. Conducción en modo continuo y modo discontinuo 
5.- Diseño de in inversor resonante de onda cuadrada
·        Montaje y caracterización del circuito. 
·        Efectos de la frecuencia de conmutación. .
 
 
Bibliografía:
 
A) PRIMER CUATRIMESTRE
 
·        Sergio Franco. “Design with operational amplifiers and analog integrated circuits” 3ª ed. McGraw-Hill, New-York, 2002.
·        P. H. Sydenham, N. H. Hancock y R. Thorn: "Introduction to Measurement Science and Engineering", Wiley, 1989.
·        R. Pallás Areny: "Adquisición y Distribución de Señales", Marcombo-Boixareu, 1993
·        J. V. Wait, L. P. Huelsman y G. A. Korn: "Introduction to the Operational Amplifier. Theory and Applications", 2ª Edición. McGraw-Hill, 1992.
·        P. Horowitz, W. Hill: "The Art of Electronics", 2ª Ed., Cambridge University Press, 1989
·        R. Pallás Areny: "Sensores y Actuadores", Marcombo-Boixareu, 1989.
 
B) SEGUNDO CUATRIMESTRE
 
·        N. Mohan, T.M.Undeland, W.P.Robbins, “Power Electronics. Converters, Applications and Design”, Wiley, 2003
·        R. W. Erickson y D. Maksimovic, “Fundamentals of Power Electronics”, 2ª Edición, Springer, 2001
·        J. G. Kassakian, M.F. Schlecht, G.C.Verghese, “Principles of Power Electronics”, Addison-Wesley, 1991.
·        R. Lenk, “Practical Design of Power Supplies”, McGraw-Hill/IEEE Press, 1998
·        P. Horowitz, W. Hill: "The Art of Electronics", 2ª Ed., Cambridge University Press, 1989