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EIE 451 CIRCUITOS ELECTRONICOS DIGITALES
Carrera
Créditos
Horas teóricas
Duración
Pre-requisitos
Profesor
Horario de atención
Ingeniería Civil Electrónica / Ingeniería Civil Eléctrica
4
4 (materia y ejercicios)
1 semestre
EIE 441 - Circuitos Electrónicos, EIE 446 - Sistemas Digitales
Juan Vignolo Barchiesi www.labsei.ucv.cl/juanvignolo/
09:00 a 17:00, oficina o LABSEI www.labsei.ucv.cl
OBJETIVOS GENERALES
Conocer la tecnología y el funcionamiento de circuitos integrados digitales y análogo-digitales
de uso común, así como el diseño de circuitos electrónicos relacionados.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Comprender el funcionamiento de circuitos integrados digitales desde un punto de vista
eléctrico: niveles lógicos, márgenes de ruido, consumo de potencia, etc.
2. Comprender el funcionamiento de las principales familias lógicas y ser capaz de resolver
problemas de interfaz.
3. Comprender el funcionamiento de circuitos y sistemas análogo-digitales tales como
multivibradores, comparadores, temporizadores, sample-hold, filtros antialias,
conversores D/A, conversores A/D.
PÁGINA WEB DEL CURSO
•
Dirección: www.cursos.ucv.cl/eie45100/
•
Contenido: materia proyectada en el datashow (PDF), enlaces a hojas de datos de
componentes, programa del curso, notas, avisos (fechas de pruebas, suspensión de
clases). Algunos archivos están comprimidos en formato zip con contraseña.
CONTENIDO
•
Inversor bipolar. Análisis y diseño. Aplicaciones: interfaz, driver.
•
Tiempos de Conmutación del Transistor Bipolar. Reducción del tiempo de
almacenamiento, condensador de aceleración, diodo schottky. Efecto en
optoacopladores.
•
Familias Lógicas Bipolares. Definición. DL, RTL, DTL, TTL y ECL. Niveles lógicos,
consumo y velocidad.
2
•
Familias Lógicas con transistores MOS. NMOS y CMOS. Niveles lógicos, consumo y
velocidad.
•
Capacitores de Desacoplo. Justificación, función y cálculo.
•
Descarga Electroestática. Mecanismos de generación, protecciones y precauciones.
•
Interconexión de Equipos. Riesgos, seguridad de los equipos y de las personas.
•
Márgenes de Ruido e Interfases entre Familias. Definición. Mecanismos de generación
de ruido. Soluciones. Interfases entre familias lógicas.
···································································································································· 1º prueba
•
Osciladores a Cristal con inversores CMOS. Cristales, circuitos osciladores,
evaluación. Resonadores cerámicos.
•
Conformación de Pulsos. Generación de retardos, pulsos angostos y pulsos de reset.
•
Multivibradores y Temporizadores. Multivibrador Biestable, Monoestable y Astable.
Timers.
•
Comparadores con Histéresis. Definición, ventajas de la histéresis, circuitos, diseño.
•
Interruptores Análogos. Descripción, comparación con relés, aplicaciones.
•
Amplificación de Micropotenciales DC. Deriva del offset. Ajuste automático de cero.
Amplificador chopper. Rectificador sincrónico. Rectificador de precisión.
···································································································································· 2º prueba
•
Filtros con Capacitores Conmutados. Tipos de filtros: tiempo continuo (activos y
pasivos) y tiempo discreto (SCF y digitales). Ejemplos. Comparación de respuesta
escalón mediante simulación en MATLAB. Ventajas y desventajas.
•
Conversores F/V y V/F. Principio de funcionamiento. Ejemplos de aplicación.
•
Muestreo y Filtraje antialiasing. Aliasing, filtros antialias, simplificación de los filtros AA,
oversampling, ruido de cuantización, relación señal-ruido.
•
Multicanalizadores. Multiplexor normal, de alto voltaje y diferencial. Ejemplos.
•
Sample & Hold. (Circuitos de seguimiento y retención). Ejemplos. Fuentes de error:
deriva, tiempo de adquisición, etc.
•
Conversores D/A. Tipo Sumador y Escalera R-2R. Tolerancia de las resistencias.
Errores comunes. Ejemplos con entrada paralela y serial. Simplificación del filtro
reconstructor mediante oversampling. Conversión D/A vía PWM.
•
Conversores A/D. Especificaciones. Contador de Pendiente Simple, Contador de Doble
Pendiente, Aproximación Sucesiva, Paralelo y Delta-Sigma. Tarjetas y módulos de
adquisición de datos.
···································································································································· 3º prueba
3
EVALUACION
•
Tres pruebas de cátedra. Las preguntas pueden ser de tipo conceptual o ejercicios. Se
pueden usar calculadoras científicas simples, pero no dispositivos con capacidad de
almacenamiento o transmisión de información tales como calculadoras programables,
teléfonos celulares, computadores personales, etc.
•
En caso de inasistencia a una prueba, se debe presentar la justificación en la Secretaría
de Docencia. Las pruebas atrasadas se toman durante la última semana de clases y
cubren la misma materia de la prueba no rendida, aunque con un nivel de dificultad
mayor, debido al tiempo adicional de estudio del cual dispone el alumno.
•
Examen final de acuerdo al reglamento de la Escuela.
BIBLIOGRAFÍA
•
M. Rashid, Circuitos Microelectrónicos, Análisis y Diseño, International Thomson,
2000
•
R. Tokheim, Electrónica digital: principios y aplicaciones, McGraw-Hill, 2008
•
Savant, Roden y Carpenter, Diseño Electrónico, Addison Wesley, 2000
•
Artigas, Barragán, Orrite, Urriza, Electrónica Digital, Prentice Hall, 2002
•
J. Rabaey, A. Chandrakasan, B. Nicolic, Circuitos integrados digitales: una
perspectiva de diseño, Pearson educación, 2004
•
W. Kester, Data conversion handbook, Analog Devices, 2005
•
J. Vignolo, Introducción al Procesamiento Digital de Señales, EUV, 2008 (Tópico
"Muestreo y Filtraje antialiasing") www.labsei.ucv.cl/juanvignolo/libros/dsp.htm
•
Hojas de Datos de circuitos integrados. Ver enlaces en la página web del curso.
Juan Vignolo Barchiesi
Febrero de 2017