¿QUE ES LA ELECTRONICA TEMA 1

Campo de la ingeniería y de la física

Diseño y aplicación de dispositivos, sistemas, cuyo funcionamiento depende del flujo de electrones para la generación, transmisión, recepción o almacenamiento de información

Estímulo y parte integral del crecimiento y desarrollo tecnológico actual. Partícipe en gran parte de las transformaciones científicas, tecnológicas y culturales de la humanidad

Actualmente es considerada como índice de crecimiento al promover el desarrollo y el crecimiento económico, ya que pueden impulsar la innovación y aumentar la productividad. 1

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OBJETIVOS DE ESTA ASIGNATURA TEMA 1

Contenido: teórico práctica, es científico - tecnológico fuertemente formativo

Sus objetivos generales son que el estudiante adquiera capacidad y destreza para:

Utilizar, identificar, caracterizar y modelar los dispositivos básicos en sus distintas aplicaciones.Analizar, diseñar, implementar circuitos electrónicos básicos.Realizar ensayos de laboratorio para identificar y medir los parámetros característicos de circuitos. Lograr competencias en análisis, cálculo, diseño y armado de circuitos, que usan dispositivos electrónicos básicos en una aplicación concreta.

Al final de esta asignatura, los alumnos estarán en condiciones de analizar y ensayar, simular, calcular, diseñar y armar sistemas electrónicos analógicos de complejidad media. 2

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HISTORIA TEMA 1

1904: Comienzo. Fleming: Invención del triodo de vacío

1906: Pickard: diodo de punto de contacto de estado sólido.

1907 y 1927: circuitos de radio que utilizaban diodos y tríodos

1920: Armstrong: el receptor superheterodino de

1925: Lilienfield: demostración de la televisión y el dispositivo de efecto de campo

1933: Armstrong: modulación FM.

1940: el Radar.

1947: Bardeen, Bratain y Shockley: invención del transistor de silicio

1950: primera demostración de la televisión en color,

1952: Shockley: invención del transistor unipolar de efecto de campo por

1956: Laboratorios Bell desarrollo del transistor de disparo pnpn -tiristor o rectificador controlado de silicio (RCS)-. Inicio de electrónica de potencia.

1958: 1ºcircuito integrado, simultánea por Jack Kilby en la compañía Texas Instruments y los investigadores Noyce y Moore en Fairchild Semiconductor, Inc.; nueva fase en la revolución de la microelectrónica.

1968: microprocesador 4004 de Intel

1972: microprocesador de 8 bits de Intel

1995: el circuito integrado de memoria gigabit de Intel.

Actualidad los CI de ultra gran escala ULSI contiene más de 109

componentes.

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SISTEMA ELECTRONICO TEMA 1

Arreglo de dispositivos y componentes electrónicos que tiene un conjunto definido de entradas y salidas.

Pueden clasificarse como: de comunicación, de Electromedicina, de Instrumentación, de Potencia, Informáticos, de Control, etc.

En todos los casos se: recopila y procesa señales de información. Por tanto, la función principal de muchos sistemas electrónicos es extraer, almacenar, transportar o procesar la información de una señal.

Ejemplos de sistemas electrónicos:Sistema de audioSistema de posicionamiento automático de un satélite de comunicacionesElectro medicina: MarcapasosUPS

Todos estos sistemas toman la entrada de un sensor, la procesan y producen una salida que excita a un actuador.

Sistema

Electrónico

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SISTEMA ELECTRONICO TEMA 1

Sistema

Electrónico

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Diagrama de bloques de un sistema electrónico simple: radio AM.

TRANSDUCTORES TEMA 1

Dispositivo capaz de transformar o convertir un determinado tipo de energía de entrada, en otra diferente a la salida.

Sensores sirven para captar variables externas de entrada no eléctricas y entrega una señal eléctrica. Actuadores se utilizan para controlar variables externas de salida

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SEÑALES ELECTRICAS TEMA 1V[mv]

t

• Magnitud eléctrica cuyo valor o

cantidad que varía en el tiempo.

•Las magnitudes constantes son

casos particulares de señales

eléctricas.

El contenido de información de la

señal se representa con los

cambios en su magnitud a medida

que avanza en el tiempo; es decir,

la información se incluye en

alteraciones en la forma de la

señal.

En general, es difícil caracterizar

matemáticamente formas de onda

de aspecto arbitrario.7

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Señales constantes

Señales variables

• Periódicas

• No periódicas

• Analógicas

• Digitales

CLACIFICACION

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SEÑALES ELECTRICAS TEMA 1

ESPECTRO DE FRECUENCIA TEMA 1

Forma de describir la señal mediante las herramientas matemáticas de la serie y la transformada de Fourier. Esta transformada, logra pasar una señal del dominio del tiempo al dominio de la frecuencia.

Expresa la señal como la suma de infinitas señales senoidales de diferentes frecuencias y amplitudes.

Toda señal eléctrica –de tensión o corriente- puede ser representada como la variación de la onda en el tiempo o con su espectro de frecuencias.

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ESPECTRO DE UNA SEÑAL SENOIDAL TEMA 1

vs(t)= 1 cos (2 1.000.000 t) [V]

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SEÑAL CUADRADA ± 5V/5KHZ TEMA 1

2 32

( ) cos cos2 cos3 ....2 3m

sen sen senV V T T T

v t t t tT T

T T T

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TIPOS DE SEÑALES ELECTRICAS TEMA 1

Señales analógicas Intervalo continuo de amplitudes en el transcurso del tiempo

(infinitos valores de amplitud), osea las señales analógicas toman valores continuos de amplitudes

Las señales analógicas vienen dadas en magnitudes físicas que los circuitos interpretan tal cual les llega, como pueden ser tensión, corriente o potencia.

Son señales analógicas, las señales mecánicas, de presión, de peso y todas las señales que recibimos a través de nuestros sentidos.

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V

t

2

3

4

5

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Señal Analógica

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Señales digitales

Toman un numero discreto de valores. O sea, las señales digitales tienen pocos valores de amplitudes. Ej: 8, 16, etc.

Señales digitales binarias: la amplitud solo tiene dos valores en el transcurso del tiempo. Estos valores de amplitudes que representan el estado “1” lógico (nivel alto) y el estado “0” lógico (nivel bajo).

TIPOS DE SEÑALES ELECTRICAS TEMA 1

1

t

2

3

4

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Señal Digital

"0"

t

"1"

Señal Digital Binaria

"1" "1" "1" "1" "1"

"0" "0" "0"

v

+5

-5

v

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Señal no deseada que se suma a la señal útil. No contiene información. Se origina por causas internas y externas. Ej: a los

componentes electrónicos, ruido térmico de las resistencias, a las interferencias de señales externas, atmosféricos, etc.

Es imposible eliminar totalmente el ruido, ya que los componentes electrónicos no son perfectos.

RUIDO TEMA 1

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Ruido: afecta mas a los cir analógicos que a los digitales Sencillez: es más fácil implementar (y hacer andar!)

circuitos digitales ya que usan CI . Latencia: Los cir analógicos no tienen tiempo de retardo, Adaptabilidad: Los cir. digitales, debido a su naturaleza

codificada, poseen estándares intercambiables. Almacenaje de información: Un sistema digital tiene la

capacidad de almacenar grandes cantidades de información y con mayor exactitud y fidelidad que los sistemas analógicos

Factores económicos: Los sistemas digitales bajaron su precio debido a la producción en cadena, estandarización de la electrónica digital.

ANALÓGICO VS DIGITAL TEMA 1

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ANALÓGICO VS DIGITAL TEMA 1

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TEs posible determinar las amplitudes originales de una señal digitalruidosa. Esto no es posible para una señal analógica.

VENTAJAS RELATIVAS DE LOS SISTEMAS ANALÓGICOS Y DIGITALES

Un sistema electrónico debe realizar ciertas funciones u operaciones.

El desempeño de un sistema electrónico se especifica o se evalúa en función de la tensión, de la corriente, de la impedancia, de la potencia, del tiempo y de la frecuencia en la entrada y en la salida del sistema.

Entre los parámetros de desempeño más importantes se encuentra:

distorsión, frecuencia, potencia de salida, especificaciones de cd, etc

ESPECIFICACIONES DE LOS SISTEMAS ELECTRÓNICOS TEMA 1

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DISTORSIÓN: una señal se distorsiona mientras pasa por las diferentes etapas de un sistema electrónico. La distorsión puede adoptar diversas apariencias y alterar la forma, la amplitud, la frecuencia o la fase de una señal.

ESPECIFICACIONES DE LOS SISTEMAS ELECTRÓNICOS TEMA 1

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FRECUENCIA El intervalo de frecuencias útil de las señales

electrónicas varía, según la aplicación. Las especificaciones de frecuencia se refieren a la gráfica

de la señal de salida como una función de la frecuencia de la señal de entrada.

ESPECIFICACIONES DE LOS SISTEMAS ELECTRÓNICOS TEMA 1

AB = fH - fL

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DISEÑO DE LOS SISTEMAS ELECTRÓNICOS TEMA 1

Definición de las

especificaciones

Generacion de planteos de

soluciones

Diseño del sistema por

diagramas de bloques

Especificaciones para el diseño

de los circuitos

Descripcion general del

sistema

Comparación de las

especificaciones

Integración de los circuitos

Simulación

Armado, prueba y verificación

Producto

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DISEÑO DE CIRCUITOS TEMA 1

Elección de la

configuración

del circuito

Especificaciones

del circuito

Elección de los

componentes

Simulación Armado Prueba

DOCUMENTACION

•Registros de formas de

ondas o medidas en varios

puntos del circuito

•Explicaciones del

funcionamiento del circuito

•Diagramas de cableado

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DOCUMENTACION

•Diagramas de circuito

•Diseños mecánicos

•Listas de componentes

•Procedimientos de prueba

BIBLIOGRAFÍA TEMA 1

Rashid, Muhammad; “Circuitos Microelectrónicos. Análisis y diseño” Thomson Learnig.

Floyd, Thomas L.; “Dispositivos Electrónicos”, 8º ed.; Pearson Educación; Mexico 2008

Sedra, A.S. y Smith K.C.; “Circuitos Microelectrónicos”. Mc Graw Hill.

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