Sinais e Eletrónica

Código:

EBE0016

Sigla:

SELE

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciências de Engenharia

Ocorrência: 2011/2012 - 2S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Bioengenharia

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIB	83	Plano de estudos oficial	2	-	6	70	162

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

Objectivos:
Fornecer os conhecimentos básicos de análise de sinais, de electrónica e de aquisição de dados, em tempo contínuo e em tempo discreto, com especial realce nas aplicações em Bioengenharia, que permitam o encadeamento dos estudos com as disciplinas subsequentes.
Exercitar e aplicar os conhecimentos não só de forma escrita mas também em conjugação com aulas laboratoriais a realizar no âmbito da disciplina comtemporânea de trabalho laboratorial. Realizar uma familiarização ao trabalho no laboratório de electrónica, sua instrumentação e métodos.
Realizar actividades de integração dos domínios analógico e digital.
Competências e resultados da aprendizagem:
Pretende-se que as competências adquiridas se estendam às seguintes capacidades:
Conhecer sinais elementares, suas formulações matemáticas e saber calcular as suas características.
Manipular e transformar sinais. Analisar e decompor sinais. Comparar sinais. Medir sinais no laboratório.
Sintetizar e gerar sinais artificialmente nos domínios analógico e digital e disponibilizá-los experimentalmente.
Operar com vários sinais e realizar a convolução entre eles.
Conhecer e manipular a descrição dos sinais no domínio frequencial pela série e pela transfomada de Fourier, nos domínios contínuo e discreto.
Conhecer a descrição de sistemas e suas propriedades e em particular de sistemas lineares e invariantes o tempo. Conhecer o significado e a forma de obter e de analisar a função característica de um sistema e a resposta em frequência. Saber utilizar os diagramas de Nyquist e de Bode.
Conhecer e utilizar os diagramas de blocos.
Aprender a calcular a resposta de um sistema a um sinal arbitrário de entrada.
Saber analisar um circuito eléctrico e realizar a análise fasorial.
Conhecer, saber calcular e saber interpretar os circuitos com os blocos electrónicos básicos, nomeadamente o amplificador operacional, o rectificador com díodo, o amplificador com transistor, o comutador com transistor e os circuitos lógicos elementares, os filtros elementares e os comparadores sem e com histerese.
Conhecer os fundamentos teóricos e os processos electrónicos da amostragem e dos conversores A/D e D/A e saber interpretar o funcionamento dos sistemas de aquisição de dados e de produção computacional de sinais.

Programa

1. Exemplos de bio-sinais e de sistemas de processamento de bio-sinais. Sinais: Características; transformações, combinações, decomposição e comparação. Correlação de sinais.
2. Análise de Fourier para sinais contínuos e discretos.
3. Sistemas lineares e invariantes no tempo: resposta impulsional e convolução. Diagramas de blocos.
4. Análise de Fourier para sistemas contínuos e discretos. Resposta em frequência. Diagramas de Bode.
5. Análise de circuitos em corrente alternada: cálculo fasorial. Análise de circuitos recorrendo à análise de Fourier. Análise por meio de equações diferenciais. Simulação.
6. Electrónica analógica: dispositivos e funções básicas: díodo semicondutor, transistor, díodo zener, rectificação, estabilização, amplificação, filtragem e modulação. Circuitos não lineares: limitadores, comparadores.
7. Amplificação operacional. Complemento de análise de circuitos. Circuitos lineares e circuitos não lineares.
8. Aquisição de dados: amostragem, quantificação, codificação e reconstrução de sinais.

Bibliografia Obrigatória

Oppenheim, Alan V.; Signals & systems. ISBN: 0-13-651175-9
Alexander, Charles K.; Fundamentos de circuitos eléctricos. ISBN: 0-256-25379-X
Adel S. Sedra, Kenneth C. Smith; Microelectronic circuits. ISBN: 0-19-514252-7

Bibliografia Complementar

Silva, Manuel de Medeiros; Introdução aos circuitos eléctricos e electrónicos. ISBN: 972-31-0696-5
Lourtie, Isabel M. G.; Sinais e sistemas. ISBN: 972-592-130-5
Buck, John R.; Computer explorations in signals and systems. ISBN: 0-13-732868-0
Campilho, Aurélio Joaquim de Castro; Instrumentação electrónica. ISBN: 972-752-042-1
Carlson, Gordon E.; Signal and linear system analysis. ISBN: 0-471-12465-6
Soliman, Samir S.; Continuous and Discrete Signals and Systems. ISBN: 0-13-569112-5
Manuel de Medeiros Silva; Circuitos com transistores bipolares e MOS. ISBN: 972-31-0840-2

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

- Aulas Teórico-Práticas de exposição dos assuntos a tratar com numerosos exemplos de cálculo ilustrativos, com demonstração de técnicas de análise e síntese de sinais e de de circuitos e resolução de problemas.
Nestas aulas serão recomendados problemas para resolução fora das aulas.

- As aulas Laboratoriais da disciplina decorrem no âmbito da Unidade Laboratórios Integrados 4.
Nas aulas laboratoriais são levados a cabo trabalhos de alguma complexidade quer na área dos sinais quer na área dos circuitos e da electrónica com actividades de projecto, análise teórica, simulação, montagem.

- Estudo e elaboração de relatórios de trabalhos práticos fora das aulas.

Software

Matlab 6 R12.1
Outro

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Participação presencial (estimativa)	Participação presencial	48,00
	Total:	-	0,00

Obtenção de frequência

Será obtida frequência à disciplina pelos alunos que tiverem assiduidade suficiente, de acordo com os regulamentos em vigor.

Fórmula de cálculo da classificação final

A avaliação consiste em dois testes ou 1 exame:
T1 - classificação de 0 a 20 de um teste obrigatório, a realizar numa semana de Abril.
T2 - classificação de 0 a 20, de um segundo teste sobre a matéria não coberta pelo T1, a realizar na mesma data do exame da época normal, pelos alunos que obtiveram classificação arredondada não inferior a 10 valores no T1.
Os dois testes têm idênticos pesos.
A classificação final será calculada por:
classificação= (T1+T2)/2

Caso a classificação obtida em T1 seja inferior a 10 valores, em vez de T2 será realizado o exame normal que cobrirá toda a matéria. Neste caso a classificação final será a classificação obtida no exame normal. Em alternativa ao exame normal pode ser realizado o exame de recurso.

Mesmo sendo não inferior a 10 valores a classificação obtida em T1, é dada a opção de realizar o exame normal em vez de T2, cobrindo toda a matéria. Neste caso a classificação final também será a obtida no exame normal ou no exame de recurso.

Classificações de valor superior a 18 valores deverão ser confirmadas por meio de uma prova oral.

Provas e trabalhos especiais

Realização de 2 testes.
Realização de resolução de problemas propostos na aula.

Os trabalhos laboratoriais serão realizados no âmbito da disciplina Laboratórios Integrados 4.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Idêntica à avaliação normal, excepto no respeitante à obtenção da frequência, em que se aplicarão os regimes legais em vigor.

Melhoria de classificação

Melhoria da classificação final: no exame de recurso.

Observações

A frequência das aulas teórico-práticas é obrigatória e sujeita à legislação no tocante ao número máximo de faltas admissível.
A justificação de uma falta a uma aula teórico-prática não a elimina para efeito de aproveitamento, devendo os alunos faltosos realizar as actividades previstas ou os trabalhos respectivos numa outra aula ou em tempo extra curricular, com conhecimento e autorização pelo docente.