Eletrónica Aplicada

Código:

EEC0142

Sigla:

EA

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Electrónica e Sistemas Digitais

Ocorrência: 2013/2014 - 1S

Ativa?	Sim
Página e-learning:	https://moodle.fe.up.pt/
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEEC	129	Plano de estudos de Transição a partir de 2010/11	3	-	6	63	162
		Plano de estudos oficial	3	-	6	63	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

A Unidade Curricular de Electrónica Aplicada pretende introduzir os alunos no processamento de sinais, do mundo que nos rodeia, e que necessitam, hoje em dia, de serem tratados com sistemas de electrónica quer analógicos quer digitais.

Assim, há toda uma cadeia dedicada a processar analogicamente o sinal (adaptação de amplitude, adaptação de impedância, mudança de nível DC, filtragem, eliminação do ruído, conversão tensão/corrente e vice-versa, compressão, expansão, operações matemáticas, multiplexação, andares de saída de amplificação de potência, etc. ...) e a convertê-lo digitalmente ( ADCs, DACs, SHs, etc...).

Deste modo, a Unidade Curricular propõe uma aproximação que começa por rever a classificação dos sinais analógicos, continua com a apresentação das operações lineares e não lineares, mais comummente utilizadas, e respectiva análise e quantificação dos erros introduzidos, segue apresentando as questões relativas a andares de saída de potência e termina com o interface entre o mundo analógico e o digital introduzindo as famílias lógicas e a conversão A/D e D/A.

Competências a adquirir na Unidade Curricular :

No final da Unidade Curricular o Aluno deve ser capaz de:

1. Identificar, aplicar e projectar métodos de aquisição e processamento de sinal.

2. Analisar a influência do ruído no desempenho de um sistema de instrumentação.

3. Identificar e aplicar métodos e técnicas de amostragem nos domínios do tempo e da frequência.

4. Identificar, aplicar e projectar filtros analógicos.

5. Projectar sistemas de processamento e aquisição analógico digital para as grandezas físicas mais comuns (temperatura, luz, pressão, tensão, força, pH, som, distância, aceleração...).

6. Identificar e analisar interfaces entre as varias famílias lógicas.

7. Identificar e analisar andares amplificadores de potência.

Resultados de aprendizagem e competências

Competências a adquirir na Unidade Curricular : 
No final da Unidade Curricular o Aluno deve ser capaz de: 
1. Identificar, aplicar e projectar métodos de aquisição e processamento de sinal. 
2. Analisar a influência do ruído no desempenho de um sistema de instrumentação. 
3. Identificar e aplicar métodos e técnicas de amostragem nos domínios do tempo e da frequência. 
4. Identificar, aplicar e projectar filtros analógicos. 
5. Projectar sistemas de processamento e aquisição analógico digital para as grandezas físicas mais comuns (temperatura, luz, pressão, tensão, força, pH, som, distância, aceleração...). 
6. Identificar e analisar interfaces entre as varias famílias lógicas. 
7. Identificar e analisar andares amplificadores de potência.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

Conteúdos Programáticos:

1. Transdutores e condicionamento de sinal:

1.1. Transdutores activos e passivos de grandezas mecânicas, químicas, magnéticas e eléctricas.

1.2. Princípio de funcionamento, modelo e função de transferência.

1.3. Gama de medida, sensibilidade, linearidade, fontes de erro e resposta em frequência.

2. Condicionamento e amplificação de Sinal:

2.1. Noções sobre ruído em sistemas analógicos e digitais. Blindagens.

2.2 Condicionamento analógico de sinal associado aos diversos tipos de processos de transdução.

2.2.1 Aplicações lineares e não lineares de amplificadores operacionais.

2.2.2 Amplificadores de instrumentação e de isolamento.

2.3 Andares amplificadores de potência.

2.3.1 Impedância de saída, distorção harmónica e rendimento

2.3.2 Andares em classe A, B, AB, C, G, H e D.

3. Filtros:

3.1 Especificação de filtros.

3.2. Projecto e dimensionamento de filtros analógicos.

4. Introdução à aquisição digital do sinal:

4.1. Aquisição de sinal:

4.1.1. Revisões sobre amostragem de sinais contínuo e reconstrução dos mesmos

4.1.2. Implementação de conversão analógico-digital e digital-analógica.

4.1.3 Multiplexagem, S/H e conversão A/D e D/A.

4.1.4 Circuitos de interface e famílias lógicas.

Bibliografia Obrigatória

Pallás-Areny, Ramón; Analog signal processing. ISBN: 0-471-12528-8
Taylor, Rosemary H.; Data acquisition for sensor systems. ISBN: 0-412-78560-9
Manuel de Medeiros Silva; Circuitos com transistores bipolares e MOS. ISBN: 972-31-0840-2
Manuel de Medeiros Silva; Introdução aos circuitos eléctricos e electrónicos. ISBN: 972-31-0696-5

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

As aulas teóricas ilustram os assuntos a tratar, utilizando uma filosofia de aprendizagem activa, com exemplos de aplicação e dimensionamento de casos de estudo típicos.

Nas aulas de prática laboratorial é efectuada a montagem, o estudo e a simulação de circuitos de aplicação, dos conceitos apresentados nas aulas teóricas, e é feita a avaliação das competências, ou de parte das competências, a adquirir na Unidade Curricular.

Software

PSIM, MATLAB, SPICE

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia electrónica
Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia electrotécnica

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	60,00
Trabalho laboratorial	40,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Elaboração de relatório/dissertação/tese	10,00
Estudo autónomo	50,00
Frequência das aulas	52,00
Trabalho laboratorial	50,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Só serão admitidos a exame final (EF) os alunos que frequentarem as aulas práticas e atingirem pelo menos a classificação de OITO (8) em VINTE (20) valores na avaliação laboratorial (TP).

Fórmula de cálculo da classificação final

Componentes de Avaliação:

Trabalhos práticos (TPs)

Os TPs englobam simulação e experimentação (TP) com apresentação, relatório e poster.

Os TPs são efectuados em grupo.

O TP avalia a capacidade de projectar, implementar, avaliar e analisar criticamente soluções, bem como avalia a capacidade de trabalho em grupo.

A apresentação oral dos TPs avalia os diferentes aspectos de comunicar em público para uma audiência específica.

A componente de simulação presente nos TPs avalia a capacidade de analisar, modelizar e simular circuitos electrónicos.

A classificação obtida nos TPs é individual.

A classificação do TP é distribuída do modo seguinte:

Trabalho Laboratorial (70%),

Relatório (25%),

Poster (5%)

Exame (EF)

O exame é sem consulta, com a duração típica de 2 h.

O exame avalia a capacidade de analisar o funcionamento de circuitos electrónicos de condicionamento, amplificação e aquisição de sinal, bem como a solidez dos conhecimentos adquiridos e o rigor técnico-científico das resoluções apresentadas.

Trabalhos de casa (TPC): Os TPC visam o incentivo ao auto estudo e o estímulo à aprendizagem. Pretendem ainda contribuir para que o Estudante se aperceba dos pontos em que é mais fraco de modo a poder efectuar uma correcção contínua dos mesmos.

Questões colocadas nas Aulas Práticas (QAP):

As QAP pretendem motivar os Estudantes para a aprendizagem dos conceitos fundamentais relacionados com a implementação laboratorial dos TPs.

A nota final da UC é calculada do modo seguinte:

0.6*EF+0.4*TP

Todas as avaliações são efectuadas numa escala de zero a vinte valores.

EF: Exame Final.

TP: Trabalho Laboratorial:

TPC: Trabalhos de casa.

QAP: Questões a responder nas APs no MOODLE.

A aprovação na disciplina está condicionada a um mínimo de 8 valores no exame final e no trabalho laboratorial.

Provas e trabalhos especiais

Não há.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Os TE, M, DA que não tenham frequência das aulas práticas têm de efectuar um exame prático com carga horária equivalente à da unidade curricular.

Melhoria de classificação

De acordo com o ponto 10 das NGA.

Observações

Competências já adquiridas em outras disciplinas e que devem ser revistas:

1.As obtidas nas disciplinas de sistemas digitais, circuitos, electrónica, teoria do sinal, teoria do controlo e medição sensores e instrumentação.

Atendimento aos Alunos: Em hora a combinar para cada grupo de alunos.