Eletrónica Aplicada

Código:

EEC0142

Sigla:

EA

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Electrónica e Sistemas Digitais

Ocorrência: 2010/2011 - 1S

Ativa?	Sim
Página Web:	http://moodle.fe.up.pt/1011/course/view.php?id=230#section-1
Página e-learning:	http://moodle.fe.up.pt/
Unidade Responsável:	Automação, Controlo e Sistemas de Produção Industrial
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	131	Plano de estudos de Transição a partir de 2010/11	3	-	6	63	162
			4
			5
		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.

Programa

Conteúdos Programáticos:
1. Revisões sobre 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. Amostragem de sinais contínuos: Teorema da amostragem. Aliasing. Anti-aliasing.
4.1.2. Reconstrução de um sinal amostrado.
4.1.3. Conversão analógico-digital e digital-analógica.
4.1.4 Multiplexagem, S/H e conversão A/D e D/A.
4.1.5 Circuitos de interface e famílias lógicas.

Bibliografia Obrigatória

Taylor, Rosemary H.; Data acquisition for sensor systems. ISBN: 0-412-78560-9
Pallás-Areny, Ramón; Analog signal processing. ISBN: 0-471-12528-8
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

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Participação presencial (estimativa)	Participação presencial	52,00
Trabalho associado a simulações	Trabalho escrito	20,00		2011-01-07
Trabalho experimental em laboratório	Trabalho escrito	40,00		2011-01-07
Testes/Exames	Exame	2,00
Apresentação dos Trabalhos	Trabalho escrito	6,00
	Total:	-	0,00

Componentes de Ocupação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Data Conclusão
Estudo Teórico	Estudo autónomo	20
Estudo Prático	Estudo autónomo	20
	Total:	40,00

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%), Apresentação (5%), Relatório (20%), 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:
0.4*EF+0.4*TP+0.1*TPC+0.1*QAP
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.