Electronic A II Formato Por Competenciassugerencias 210611dividido_2

5/11/2018 Electronic A II Formato Por Competenciassugerencias 210611dividido_2 - slidepdf.com

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓNFACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

PROGRAMA ANALÍTICO FIME

Nombre de la unidad de aprendizaje: ELECTRÓNICA IIFrecuencia semanal:. 3hr/semanaHoras presenciales: 3 Horas de trabajo extra-aula: 38 Modalidad: Presencial.Período académico: SemestralUnidad de aprendizaje: (X) obligatoria ( ) optativaÁrea curricular, según el nivel educativo: Licenciatura

( ) Formación básica profesional (X) Formación profesional( ) Formación general Universitaria ( ) Libre elección

Créditos UANL: 4 incluyendo laboratorioFecha de elaboración: 23 de Mayo de 2011 Fecha de la última actualización: 22 de Junio de 2011Responsables del diseño:

M.C Rodolfo Rubén Treviño MartínezM.C. Humberto Figueroa Martínez

Presentación:

En la primera fase de la presente unidad de aprendizaje el estudiante analizará diferentes configuraciones básicas de circuitos que empleanamplificadores operacionales utilizando sus propiedades ideales, para posteriormente emplearlos en la solución de problemas deacondicionamiento electrónico, tales como: circuitos electrónicos de medición, transducción y control. Dicho análisis toma en cuenta lascaracterísticas lineales e independientes de la frecuencia. En la segunda fase aplicará la teoría de operación de filtros activos y generadores de

forma de onda analógicos de tipos senoidales y no senoidales enfatizando su aplicación en el procesamiento de señales analógicas. La tercera fase

de la presente unidad de aprendizaje trata el funcionamiento de circuitos no lineales utilizando las características de transferencia que exhiben los

amplificadores operacionales, esto en conjunción con elementos como diodos, interruptores analógicos y transistores. En esta fase de estudio, el

área de aplicación del conocimiento está dirigida a la solución de problemas que involucren aplicaciones de circuitos comparadores, disparadores

Schmitt, rectificadores de precisión y circuitos de muestreo y retención. Finalmente en la fase cuatro se identifican las limitaciones prácticas, tanto



dinámicas como estáticas, que exhiben los amplificadores operacionales enfocándose a la identificación de problemas y propuesta de soluciones

durante el funcionamiento y puesta en marcha de diversos diseños electrónicos. En todas las fases se proponen problemas de diseño, análisis de

circuitos y el aval de su funcionamiento mediante simulaciones por computadora.

Propósito:

Esta unidad de aprendizaje tiene como finalidad que los ingenieros en electrónica desarrollen habilidades para la solución de problemas basados en

amplificadores operacionales (a través de análisis, diseños, simulaciones por computadora y experimentación) los cuales son componentes

fundamentales de una gran variedad de sistemas electrónicos análogos y digitales, y que tienen gran aplicación en la industria, principalmente en

subsistemas de acondicionamiento electrónico e instrumentación. La unidad representa el primer contacto del estudiante con los circuitos

integrados analógicos, y a la vez, representa una base fundamental que le permitirá avanzar en los estudios de sistemas electrónicos más

especializados, y que además, pueden estar interrelacionados con otras ingenierías, como la biomédica, control, mecánica, mecatrónica, eléctrica,

química, por citar algunas.

Competencias del perfil de egreso:a. Competencias de la Formación General Universitaria a las que contribuye esta unidad de aprendizaje:Esta unidad de aprendizaje contribuye al desarrollo de las siguientes competencias generales:

Competencias instrumentales: Maneja las tecnologías de la información y la comunicación como herramienta para el acceso a la información y su transformación en

conocimiento, así como para el aprendizaje y trabajo colaborativo con técnicas de vanguardia que le permitan su participación constructiva

en la sociedad.

Utiliza los lenguajes lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal de acuerdo a su etapa de vida, para comprender, interpretar y

expresar ideas, sentimientos, teorías y corrientes de pensamiento con un enfoque ecuménico.

Competencias personales y de interacción social

Practica los valores promovidos por la UANL: verdad, equidad, honestidad, libertad, solidaridad, respeto a la vida y a los demás, respeto a

la naturaleza, integridad, ética profesional, justicia y responsabilidad, en su ámbito personal y profesional para contribuir a construir una

sociedad sostenible.

Competencias integradoras



Construye propuestas innovadoras basadas en la comprensión holística de la realidad para contribuir a superar los retos del ambiente global

interdependiente.

Competencias específicas del perfil de egreso a las que contribuye la unidad de aprendizaje:

Diseñar sistemas de acondicionamiento electrónico utilizando circuitos electrónicos analógicos basados en amplificadores operacionales,aplicando técnicas analíticas de circuitos analógicos, instrumentación y simulación por computadora, con el objeto de fortalecer los conocimientos

y la práctica profesional en la solución de problemas en el área de ingeniería eléctrica.

Representación gráfica Considerando el propósito, las competencias y el producto integrador de aprendizaje, bosquejar mediante una representación gráfica el proceso global de

construcción del aprendizaje, partiendo de la problematización del objeto de estudio de la unidad de aprendizaje, para desarrollar las competencias descritas y elaborar el producto integradorde aprendizaje



Competencias de laUnidad de

Aprendizaje

Instrumentales

.

Interacción

Social

Integradoras



Unidad temática # 1:.Fundamentos de Amplificadores Operacionales Competencias particulares:. Analizar las diferentes configuraciones básicas de circuitos que emplean amplificadores operacionales utilizando suspropiedades ideales y aplicándolos en la solución de problemas de acondicionamiento electrónico (circuitos electrónicos de medición,transducción y control) que adopten características lineales e independientes de la frecuencia para determinar su relación entrada-salida.

Elementos de

Competencia

Evidencias de

aprendizaje

Criterios de

desempeño

Actividades de

aprendizajeContenidos Recursos

Identificar las

configuraciones básicas

de los amplificadores

operacionales a través de

la observación de sus

conexiones con el fin de

utilizar técnicas de

análisis apropiadas en la

solución de problemas.

1 Reporte El reporte se evaluará deacuerdo a:

Orden y Limpieza

Aplicación de losconceptosestudiados en lapresente unidadtemática.

Aplicación de técnicasanalíticas especificas.

Conceptosalgebraicos.

Procedimiento concalidad yfundamentado.

El trabajo escritocumple con losolicitado.

Calidad deargumentos y

justificación

Conclusión

Trabajar en equipos de dosintegrantes para analizar lasconfiguraciones básicas deamplificadores operacionalespropuestas por tu profesor.Determinar los voltajes desalida en cada caso, utilizandolas técnicas analíticasapropiadas, realizará unreporte con resultados y

procedimientos analíticos.

Fundamentos de losamplificadoresoperacionales.

El amplificador operacionalideal.

Análisis de lasconfiguraciones básicas deamplificadores

operacionales.

AulaPizarrón.Marcadores y/o gis.Libro de texto.



Elementos deCompetencia

Evidencias deaprendizaje

Criterios dedesempeño

Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos

Analizar las

características más

relevantes de la

retroalimentación

negativa, utilizandotécnicas analíticas

basadas en sus

propiedades, para

aplicarlas en el

estudio de las

diversas topologías

de retroalimentación

negativa en

amplificadores

operacionales.

2. Síntesis

3. Solución deproblemas

La síntesis se evaluará en basea:

Orden y limpieza.

Claridad del escrito.

Conceptos algebraicos

(de ser requeridos) Muestra circuitos de

aplicación (en los casosrequeridos)

Procedimientosanalíticos

Análisis de lainformación.

Uso de materialesreciclados para losentregables en lamedida de lo posible.

Uso de varias fuentesbibliográficas.

Los problemas resueltos seevaluarán en base a:

Orden y limpieza.


Conceptos algebraicos.


Calidad, justificación ysimplificación delresultado.

Calidad de lapresentación a nivel deingeniería.

Presentación delcircuito final (en loscasos requeridos).

Uso de materiales recicladospara los entregables en lamedida de lo posible

Elaborar una síntesis sobre los efectosde la retroalimentación negativa y susimplicaciones en el funcionamientode un amplificador operacional.

Realizar un análisis de las diversastopologías de retroalimentaciónutilizadas en los amplificadoresoperacionales. Determinar en cadacaso: la ganancia de lazo, el factor deretroalimentación, resistencia de

entrada, resistencia de salida;resolver los problemas de aplicacióndictados por tu profesor.

Retroalimentaciónnegativa.

Conexiones a fuentes

de alimentación yniveles de saturación.








Describir las

características

prácticas de los

amplificadores

operacionales a

través de laidentificación de los

datos que ofrecen los

fabricantes de estos

dispositivos para la

selección de un

circuito integrado

que satisfaga las

características que

exhibe algún

problema de diseño

en ingeniería.

4. Reporte El reporte se evaluaráde acuerdo a:

Orden y Limpieza

Aplicación de losconceptos

estudiados en lapresente unidadtemática.

Aplicación detécnicas analíticasespecificas.

Conceptosalgebraicos.


El trabajo escritocumple con losolicitado.

Calidad deargumentos y

justificación

Conclusión

Elaborar un reporte que contenga unatabla comparativa que ilustre algunosparámetros de funcionamientopractico de tres diferentes tipos deamplificadores operacionales (de tipo

general, alta velocidad y/o bajo ruidoy de instrumentación) utilizando lashojas de datos que proporcionan susfabricantes

Hojas de datos dediferentes fabricantesde amplificadoresoperacionales.







Actividades deaprendizaje

Contenidos Recursos

Aplicar los fundamentos

que rigen la operación

de los amplificadores

operacionales en el

análisis de circuitos que

empleanretroalimentación

resistiva con el fin de

resolver problemas de

acondicionamiento

electrónico mediante el

empleo del amplificador

de instrumentación.


6. Simulación porcomputadora

7. Examen rápido

Los problemas resueltos sevaluarán en base a:

Orden y limpieza.

Aplicación de técnicas analíticas

especificas.


Procedimiento con calidad yfundamentado.

Calidad, justificación ysimplificación del resultado.

Calidad de la presentación anivel de ingeniería.

Presentación del circuito final(en los casos requeridos).

Uso de materiales reciclados para losentregables en la medida de loposible

Las simulaciones poromputadora se evaluarán en

base a: Orden y claridad de la

implementación. Muestra evidencia de las

mediciones realizadas.

Compara los resultadosanalíticos con los obtenidos enla simulación.

Aplicación de técnicas analíticasespecificas.

Utilizó un simulador apropiado.

Entrega el documentoelectrónicamente y con datosde identificación embebidos enla propia simulación.

Conclusiones.

El examen rápido se evaluarán enbase a:

Orden y limpieza.


Muestra procedimientosclaros y fundamentados.



Calidad y simplificación delresultado.


Presentación del circuito final

(en los casos requeridos).

Resolver problemas en losque se propone un diseñoelectrónico utilizando elamplificador deinstrumentación. Aplicarlo enla solución de unaproblemática en un sistemade acondicionamientoelectrónico. Comprobar losresultados de los diseñosmediante simulaciones porcomputadora.

Resolver examen rápido de lapresente unidad deaprendizaje.

Convertidores de corriente avoltaje.

Convertidores de voltaje acorriente.

Amplificadores de corriente.

Amplificadores dediferencia.

El amplificador deinstrumentación y susaplicaciones.




Unidad temática # 2:.Fundamentos de filtros activos y osciladores. Competencias particulares:. Aplicar la teoría de operación de los filtros activos y generadores de forma de onda analógicos (senoidales y no

senoidales basados en amplificadores operacionales) utilizando técnicas de análisis y diseño específicas para emplearlos en aplicaciones de

procesamiento de señales analógicas.

Elementos deCompetencia Evidencias deaprendizaje Criterios dedesempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos

Analizar filtros

activos de primer y

segundo orden

empleando técnicas

del dominio de la

frecuencia (análisis

complejo de

Laplace) con la

finalidad de

determinar su

respuesta enfrecuencia.


Los problemas resueltos seevaluarán en base a:

Orden y limpieza.




Calidad, justificación ysimplificación delresultado.

Calidad de lapresentación a nivel deingeniería.

Presentación delcircuito final (en loscasos requeridos).

Uso de materialesreciclados para losentregables en la medidade lo posible

Realizar un análisis en el dominiode la frecuencia con el objetivode determinar la respuesta enfrecuencia de filtros paso bajo ypaso altos, resolver problemas.

Respuestas a lafrecuencia idealespara diferentes tiposde filtros.

Filtros activos deprimer y segundoorden:

diferenciadores,integradores, pasabajos, pasa altas, pasabanda, supresores debanda y cambiadoresde fase.








Diseñar filtros

activos de orden

superior aplicando

los conocimientos

previos de los filtrosactivos de primer y

segundo orden para

aplicaciones en

procesamiento de

señales analógicas

que requieren

respuestas a la

frecuencia con

caídas agudas (por

debajo de -

40dB/década).

9. Reporte.

10. Simulaciones porcomputadora

El reporte se evaluará deacuerdo a: Orden y Limpieza

Aplicación de los

conceptos estudiados enla presente unidadtemática.



Procedimiento con calidady fundamentado.

El trabajo escrito cumplecon lo solicitado.

Calidad de argumentos y justificación

Conclusión

Las simulaciones porcomputadora se evaluarán enbase a:

Orden y claridad de laimplementación.

Muestra evidencia de lasmediciones realizadas.

Compara los resultadosanalíticos con losobtenidos en lasimulación.


Utilizó un simuladorapropiado.

Entrega el documentoelectrónicamente y condatos de identificaciónembebidos en la propiasimulación.

Conclusiones.

Trabajando en equipos de dosintegrantes, diseñar circuitos confiltros activos que satisfaganespecificaciones de diseño

específicas, además decorroborar los resultadosanalíticos mediante simulacionespor computadora. Elaborar unreporte con los resultadosanalíticos y de simulación porcomputadora.

Diseño en cascada defiltros de ordensuperior.








Diseñar circuitos

generadores de

forma de onda

empleando la teoría

de sistemas de

control y la dedispositivos

biestables con el

objeto de sintetizar

formas de onda con

características

predeterminadas

como frecuencia,

amplitud, forma y

ciclo de trabajo.

11. Síntesis.

12. Simulaciones porcomputadora.

13. Examen rápido.

La síntesis se evaluará en basea:

Orden y limpieza.


Conceptos algebraicos (deser requeridos)

Muestra circuitos de

aplicación (en los casosrequeridos)

Procedimientos analíticos

Análisis de la información.

Uso de materiales recicladospara los entregables en lamedida de lo posible.

Uso de varias fuentesbibliográficas.

Las simulaciones porcomputadora se evaluarán enbase a:

Orden y claridad de laimplementación.


Compara los resultadosanalíticos con los obtenidosen la simulación.


Utilizó un simuladorapropiado.

Entrega el documentoelectrónicamente y condatos de identificaciónembebidos en la propiasimulación.

Conclusiones.

El examen rápido se evaluaráen base a: Orden y limpieza.







Presentación del circuito

final (en los casosrequeridos).

Elaborar una síntesis que muestre lascaracterísticas más relevantes de losdiferentes tipos de osciladoressenoidales y no senoidales.

Calcular la frecuencia de oscilaciónde diversos tipos de circuitosgeneradores de forma de onda através de simulaciones porcomputadora. Realizar una tablacomparativa con los resultadosanalíticos y de simulación.

Resolver examen rápido de lapresente unidad de aprendizaje.

Osciladores de ondasenoidal.

Circuitos

multivibradores.



Unidad temática # 3:.Circuitos no lineales con amplificadores operacionales Competencias particulares: Describir el funcionamiento de circuitos no lineales utilizando las características de transferencia que exhiben los

amplificadores operacionales en conjunción con elementos como diodos, interruptores analógicos y transistores para resolver problemas de

aplicación en sistemas de acondicionamiento electrónico.

Elementos de

Competencia

Evidencias de

aprendizaje

Criterios de

desempeño

Actividades de

aprendizaje

Contenidos Recursos

Analizar la operación de

circuitos comparadores

de voltaje y disparadores

Schmitt empleando

técnicas analíticas

basadas en

características no

lineales y de

retroalimentación

negativa para resolver

problemas en sistemas

de instrumentaciónelectrónica: generación y

transmisión de señales, y

sistemas de medición y

control.

14. Solución deproblemas.

15. Simulaciones porcomputadora.

Los problemas resueltos sevaluarán en base a:

Orden y limpieza.




Calidad, justificación ysimplificación del resultado.


Presentación del circuito

final (en los casosrequeridos).

Uso de materialesreciclados para losentregables en la medida delo posible.

Las simulaciones poromputadora se evaluarán en

base a: Orden y claridad de la

implementación.


Compara los resultadosanalíticos con los obtenidos enla simulación.


Utilizó un simulador apropiado.

Entrega el documento

electrónicamente y con datosde identificación embebidos enla propia simulación.

Conclusiones.

Resolver problemas deaplicación en sistemas deinstrumentación electrónicamediante el empleo decircuitos comparadores ydisparadores Schmitt.Comprobar los resultadosmediante simulaciones porcomputadora.

Comparadores de voltaje yaplicaciones.

Disparadores Schmitt








Aplicar las

características de

transferencia de

circuitos no lineales

empleando técnicasanalíticas específicas

para la solución de

problemas que

involucren

aplicaciones de

ingeniería con

rectificadores de

precisión y

amplificadores de

muestreo y

retención.

16. Reporte.

17. Examen rápido.

El reporte se evaluará deacuerdo a:

Orden y Limpieza

Aplicación de los conceptosestudiados en la presente

unidad temática. Aplicación de técnicas

analíticas especificas.


Procedimiento con calidady fundamentado.

El trabajo escrito cumplecon lo solicitado.


Conclusión

El examen rápido se evaluará en

base a: Orden y limpieza.






Calidad de la presentacióna nivel de ingeniería.

Presentación del circuitofinal (en los casos

requeridos).

Investigar en el libro de texto lasaplicaciones de los circuitosrectificadores de precisión, ymuestreo y retención en sistemas

de adquisición de datos. Efectuarun análisis de estos sistemasmostrando los diferentesesquemas, características, formasde onda resultantes, ventajas yparámetros de funcionamiento.Elaborar un reporte.

Resolver examen rápido de la

presente unidad de aprendizaje.

Rectificadores deprecisión.

Amplificadores demuestreo y retención.



Unidad temática # 4:. Limitaciones estáticas y dinámicas de los amplificadores operacionales

Competencias particulares: Identificar las limitaciones prácticas que exhiben los amplificadores operacionales basándose en sus características

reales de ganancia y de respuesta en frecuencia para poder aplicarlas en la modelación de su comportamiento real y en la solución de diversas

problemáticas que surgen en diferentes diseños.

Elementos de

Competencia

Evidencias de

aprendizaje

Criterios de desempeñoActividades de

aprendizaje

Contenidos Recursos

Describir las

características estáticas y

dinámicas que

caracterizan a los

amplificadores

operacionales reales

empleando modelos de

corriente directa y

modelos basados en sus

características de

respuesta en frecuencia

con el objeto deidentificar defectos de

diseño y aplicar medidas

correctivas.

18. Reporte.

19. Solución de

problemas.

El reporte de actividad se evaluará deacuerdo a: Orden y Limpieza

Aplicación de los conceptos estudiadosen la presente unidad temática.




El trabajo escrito cumple con losolicitado.


Conclusión

Los problemas resueltos se evaluarán enbase a:

Orden y limpieza.




Calidad, justificación y simplificación delresultado.

Calidad de la presentación a nivel deingeniería.

Presentación del circuito final (en loscasos requeridos).

Uso de materiales reciclados para los

entregables en la medida de lo posible.

Elaborar un reporte en elque se describan lascaracterísticas estáticasy dinámicas que limitanla operación practica delos amplificadoresoperacionales.

Trabajar en equipos de

dos personas pararesolver problemas deaplicación que requieranel conocimiento de lascaracterísticas estáticasy dinámicas de losamplificadoresoperacionales.

Corrientes de polarizacióny de desvío de entrada.

Voltaje de desvío deentrada.

Razón de rechazo demodo común.

Razón de rechazo de lafuente de alimentación.

Compensación del errorde desvío.

Respuesta de lazo abiertoy lazo cerrado.

Impedancias de entrada ysalida.

Velocidad de respuesta

(Slew Rate).

Ancho de banda depotencia.

AulaPizarrónMarcadores y/o gis.Libro de texto.



Evaluación integral de procesos y productos

Evidencia PonderaciónReporte: 2%Reporte: 2%Reporte: 2%Reporte: 2%

Reporte: 2%

Solución de problemas: 3%Solución de problemas: 3%Solución de problemas: 3%Solución de problemas: 3%Solución de problemas: 3%

Simulaciones por computadora: 1%Simulaciones por computadora: 3%Simulaciones por computadora: 3%

Simulaciones por computadora: 3%

Síntesis: 2%Síntesis: 3%

Examen rápido: 5%Examen rápido: 5%Examen rápido: 5%

Producto integrador del aprendizaje 15%

Exámenes 30%

Total 100%



Producto integrador del aprendizaje de la unidad de aprendizaje:

Al finalizar la unidad de aprendizaje el estudiante deberá realizar por lo menos un proyecto de diseño electrónico (o prototipo), en donde

debe integrar el conocimiento de diferentes unidades temáticas desarrolladas durante la presente unidad de aprendizaje. En el proyecto el

estudiante propone una solución ingenieril práctica a un problema de diseño que es planteado por el profesor (o por el propio estudiante dado el

visto bueno del profesor). El estudiante elaborará un reporte técnico por escrito de los diseños realizados avalados mediante simulaciones, análisis

de circuitos electrónicos y con lecturas de mediciones practicas que demuestren su buen funcionamiento, de acuerdo a las especificaciones que

indique el diseño propuesto.

Fuentes de apoyo y consulta:

Libro: Design with Operational Amplifiers and Analog Integrated Circuits Autor: Sergio Franco

Editorial: Mc Graw Hill

Libro: Microelectronic Circuit Analysis and DesignAutor: Donald Neamen

Editorial: Mc Graw Hill

Libro: Diseño ElectrónicoAutor: C.J. Savant

Editorial: Prentice Hall

o Tema: Manual de aplicaciones de amplificadores operacionales.Liga: http://focus.ti.com.cn/cn/lit/an/sboa092a/sboa092a.pdf

Fecha última revisión: 18 de Junio de 2011

o Tema: Diseño de Filtros ActivosLiga: http://focus.ti.com.cn/cn/lit/ml/sloa088/sloa088.pdf

Fecha última revisión: 18 de Junio de 2011

Revista: IEEE Journal of Solid-State Circuits

Año: 1980

http://focus.ti.com.cn/cn/lit/an/sboa092a/sboa092a.pdf


http://focus.ti.com.cn/cn/lit/ml/sloa088/sloa088.pdf








# de revista: Volume 15, Issue 5, pages 908-910.Mes: 5

Nombre del artículo: The Response of 741 Op Amps to very shorts pulses.Autor: Ruediger, V.G.; Hosticka, B.J.

Perfil del docente:

Grado de Maestría y/o Doctorado en Ingeniería Eléctrica o área afín.

Ficha bibliográfica del profesor:

MC. Rodolfo Rubén Treviño Martínez.Jefe de Academia del Departamento de ElectrónicaF.I.M.E. – U.A.N.L.

MC. Humberto Figueroa MartínezJefe del Departamento de ElectrónicaF.I.M.E. – U.A.N.L.

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