CIRCUITOS LINEALES CURSO 2014-2015

Circuito no del todo lineal

 CUATRIMESTRE DE PRIMAVERA DEL 2015


GRUPOS 30 y 50

Profesor: José Mª Miguel  Módulo D4   e-mail  jmiguel@tsc.upc.edu

PROGRAMA DE CIRCUITOS LINEALES 



 
INFORMACION RELEVANTE

1- PSPICE

En la asignatura de CL se usa el software de simulación de circuitos PSPICE.En este enlace está disponible la versión 9.1.
El programa está instalado en los ordenadores del laboratorio.Conviene que cada estudiante lo instale también en su PC.
Para otras versiones de PSPICE se puede acceder a este enlace.

Otro software de simulación de circuitos muy interesante y fácil de usar es Circuit Lab.Se trata en este caso de un simulador Online

2-Examen tipo

Una buena aproximación a lo que se aprende en esta asignatura,se puede obtener a partir de una lectura del examen final del curso 2010-2011



3-Bibliografía

En la biblioteca personal de cualquier estudiante de ingeniería eléctrica,debería ocupar un lugar preferente un buen libro de "Circuitos".Recientemente,Fawwa Ulabi (University Michigan) y Michael Maharbiz (Universidad de California,Berkeley) han publicado un excelente libro que se está convirtiendo en el "libro de texto de circuitos" de las mejores universidades.
El libro está disponible en la Biblioteca.
Las Notas de clase se publican en este Blog una vez ha finalizado la exposición de cada uno de los temas.Un libro con el conjunto de todas ellas puede adquirirse en BUBOK:


  Circuitos Lineales
                     ISBN papel 978-84-686-4222-2
                     ISBN digital 978-84-.686-4223-9

El libro está también en la Biblioteca.

4-Prerequisitos

La asignatura de CL tiene como prerequisito la asignatura Fundamentos de Electrónica.
En la Guía Docente de la ETSETB puede leerse lo siguiente acerca de los resultados que se obtienen tras cursar FE:

-El estudiante comprende y domina los conceptos básicos de teoría de circuitos eléctricos,circuitos electrónicos,principios físicos de los semiconductores,familias lógicas,dispositivos electrónicos y fotónicos y tecnología de materiales y sus aplicaciones en la resolución de problemas de ingeniería.Además,conoce y utiliza correctamente las herramientas,instrumentos y programas de software propios de un laboratorio básico.

La asignatura de CL plantea su desarrollo a partir del supuesto de que el estudiante se defiende analizando circuitos resistivos de estructura sencilla y que comprende conceptos básicos de teoría de circuitos (Bipolos equivalentes,resistencia equivalente de un bipolo,teorema de Thevenin )

Para un normal desarrollo de CL,el estudiante ha de ser hábil también en el manejo de números complejos y trigonometría.Se sugiere resolver estos ejercicios a modo de autoevaluación.


Se parte también de la base de que el estudiante tiene conocimientos básicos de tecnología eléctrica.Por ejemplo,conoce la ley de inducción de Faraday y sus aplicaciones tecnológicas.
En caso de dificultades es recomendable repasar cualquier manual de física y tecnología de los que se usan en el bachillerato.Como alternativa,puede recurrirse a " La Guía Manga de la Electrónica"


5-Laboratorio

Las sesiones de laboratorio son de una gran importancia.Para muchos estudiantes será la mejor oportunidad de acercarse a esa actividad central en la ingenieria que es el diseño.Además,no se puede obviar el hecho de que sólo de la experimentación surge el conocimiento significativo en ingeniería.De ahí la relevancia de esta actividad en CL.

En las sesiones de laboratorio los estudiantes trabajan en parejas.Conviene saber elegir adecuadamente a una persona con la que sea posible complementarse para así obtener más frutos de estas clases.
Todo el material necesario para llevar a cabo los experimentos,estará disponible al comienzo de la sesión sobre la mesa del puesto de trabajo.

Los experimentos se realizan sobre placas del tipo "Protoboard" especialmente diseñadas para facilitar el montaje de los circuitos y el test de los mismos.Durante la sesión,el estudiante anota cuantos datos precise para posteriormente elaborar el "Informe de la sesión" siguiendo las pautas especificadas en este documento.
A modo de ejemplo,un informe de laboratorio podría ser el mostrado en este enlace 

EXAMEN CURSO INTENSO de CL: NOTAS

DIA 24 JUEVES        AULA A3001    hora: 8 am

Las Calificaciones están disponibles en este enlace

6ª SESION -Respuesta Completa de Circuitos Lineales

1-Las notas de clase están disponibles en este enlace

2-Ejercicios propuestos

5ª SESION -TRAZADOS DE BODE

Las notas de clase están disponibles en este enlace

EJERCICIOS PROPUESTOS
Están disponibles en este enlace

3ª y 4ª SESION -POTENCIA

Las notas de clase están disponibles en este enlace

Ejercicios propuestos

2ª SESION CURSO INTENSO

Las notas de clase sobre AOs están disponibles en estos enlaces:

1ª parte

2ª parte

3ª parte


EJERCICIOS PROPUESTOS:
Están disponibles en este enlace

CL Curso Intenso

Ejercicios propuesto 1ª clase:
acceder a este enlace


NOTAS DE CLASE

tema1

tema2

tema3

CURSILLOS DE VERANO

Tal como había anunciado en clase de CL,el próximo día 2 de Julio a las 10h en el Laboratorio,comienza el cursillo sobre Circuitos en Instalaciones Eléctricas de Uso Doméstico.
Para asistir hay que solicitar la inscripción enviando un e-mail a: jmiguel@tsc.upc.edu


NOTAS DE CLASE
Parte1
Parte2

CALIFICACIONES CL curso 2014

Las notas del examen final y de la cailificación definitiva en la asignatura de CL está disponible en este enlace

Para consultas sobre el examen:
Miércoles 18 de 16 a 18h
Jueves 19 de 12h a 14h

EXAMEN AULA HORARIO

El examen de CL se realizará en el aula A6002


A6002    DIA 17       hora inicio 8h

MUSICA RECOMENDADA

CALIFICACIONES EVALUACION CONTINUADA

Las calificaciones obtenidas en la Evaluación continuada están disponibles en este enlace

Nota:
El programa de la asignatura ,con todos los detalles acerca del proceso de evaluación,está disponible en este enlace

AGENDA FIN DE CURSO

1-ENTREVISTA: Lunes 2 de Junio
Los horarios están disponibles en este enlace.
Cada estudiante ha de presentar en la entrevista la "Carpeta" con los ejercicios propuestos cada semana y los informes realizados acerca de los experimentos llevados a cabo en el laboratorio.En la entrevista se accederá al Blog que cada estudiante ha desarrollado a lo largo del curso.


2-EXAMEN:Día 17 Junio a las 8h
La mejor estrategia para preparar el examen es rehacer los ejercicios que se han resuelto en cada una de las 13 entregas.
También puede ser útil realizar los exámenes de años anteriores y que están disponibles en estos enlaces:

https://app.box.com/s/axr1pxhvmwipjhk4arsl

Excepto P3

https://app.box.com/s/02jsrs0lx0iplkw38jt3

https://app.box.com/s/f623b2e9432df375ad5c

http://dl.dropboxusercontent.com/u/6935775/EXAMEN.pdf

COMENTARIOS
1-En el problema nº1 bastaba obtener la admitancia a partir del valor de la impedancia.Al ser esta admitancia de parte real positiva (1/144) y parte imaginaria negativa,el circuito equivalente es una resistencia de 144 en paralelo con una inductancia de 0.37H
Para calcular la potencia,se puede utilizar el resultado anterior.Se conoce la tensión (5Volts) en terminales del bipolo y por tanto también en terminales  de la resistencia de 144 ohms.
Para obtener el valor de la inductancia L,lo mejor es restar a la impedancia de entrada del bipolo la resistencia de 10 Ohm.A continuación se calcula la admitancia asociada a esa impedancia que ha de corresponder a la suma de las admitancias de las dos ramas del nuevo bipolo:la resistencia de 20 en serie con el condensador y en paralelo la inductancia L.

P2-Los circuitos asintóticos en cero e infinito proporcionan valores nulos a esas frecuencias.Por tanto,todas las H(s) que presenten valores en s=0 y en s=  infinito distintos de cero se han de rechazar.Solo una dels H(s) cumple los requisitos

P3-
Este problema constituyó uno de los experimentos de laboratorio.El asunto se centra en averiguar durante cuanto tiempo una sinusoide de 10V supera 7.5V.

P4-El circuito es un paso bajo de segundo orden con amplificación unitaria (0dB) por debajo de 10rad/sg.La pulsación de corte es de 10rad/sg y por tanto a esa pulsación la ganancia es de -3dB.La caida es a razón de -40 dB/déc.
La ganancia a la pulsación de 200 es de -40-12=-52 dB ya que entre las pulsaciónes de 10 y 200 hay una década más una octava.

P5-El circuito RC es un paso bajo con frecuencia de corte de 1591Hz.La señal de entrada es periódica de 10MHz.Así pues solo la componente continua (7.5V) estará presente a la salida.El circuito opera como extractor del valor medio.

RESPUESTA TEMPORAL CON PSPICE

¿Cómo obtiene PSPICE la respuesta completa de un circuito a una excitación ?
¿Qué es el procesado numérico de señales?
La respuesta a estas cuestiones se facilita al  discretizar la operación de obtención de la derivada de una función en un punto.Los detalles están disponibles en estas NOTAS

ENTREGA nº13 Respuesta Completa de Circuitos lineales

LA ENTREGA SERA EL PROXIMO JUEVES
Los ejercicios propuestos sobre el tema de la obtención de la respuesta completa de circuitos lineales mediante el uso de la transformada de Laplace están disponibles en este enlace

NOTAS DE CLASE:
Respuesta completa de circuitos lineales.Circuito transformado de Laplace

Lecturas de interés.
La revista Electronic design publica un artículo sobre lo que le conviene saber a estudiantes de ingenierías relacionadas con la electrónica y las comunicaciones.El artículo hace referencia a un libro que trata en profundidad cada una de esas areas cuyo conocimiento es imprescindible en el mundo de las TIC:

1. How to design resistive circuits.  A real must as you never get away from having to make some
resistive circuit for your design.

2. How to prevent a power transistor from overheating.  Dorr shows how to figure out what you
need.  Most of us solved this problem with brute force by just bolting the power transistor to a big hunk of metal or snapping on the largest heat sink we could find and praying.

3. How to analyze a circuit.  This chapter is mainly about calculating basic frequency response.
Again something that is a constant in most analog designs.

4. How to use statistics to ensure a manufacturable design.  Here is something they do not often
teach you in school.  A good topic.  I wish EE programs would require a course in probability and statistics instead of some of the other math courses often required.  A real practical chapter.

5. How to design a feedback control system.  The basics reviewed.  Not something every grad will
eventually use but others will find it useful.

6. How to work with op-amp circuits.  A good review of the basics all EEs should know.

 7. How to design analog filters.  The focus is on active filters but a good review.

 8. How to design digital filters.  This is a good review of sampling and DSP in case you never learned
it in school.  Designing FIR and IIR filters.

9. How to work with RF signals.  The emphasis in this chapter is on transmission lines and the Smith
chart.  In today’s high speed digital or RF worlds, everything is a transmission line.

10. Getting a job – keeping a job – enjoying your work.  Good basic advice for the g

Música sugerida: Leonard Cohen ...otra

EJERCICIOS ENTREGA nº 12

ANALIZADOR ESPECTRAL REALIZADO CON LA TARJETA DE SONIDO

Los ejercicios están disponibles en este enlace

SUGERENCIA:Instalar la siguiente aplicación y obtener los espectros de algunas señales de audio: silbido,vocal mantenida etc

La tarjeta de sonido del PC se puede programar para realizar el análisis espectral de las tensiones aplicadas en sus diversos terminales de entrada:Mic ext,Mic int o bien Line input.
En este enlace se puede obtener un excelente programa que proporciona el espectro de la tensión aplicada a la entrada de la sound card


MUSICA sugerida 

CALIFICACIONES 2º CONTROL + NOTAS DE CLASE FOURIER

Las calificaciones del 2º CONTROL están disponibles en este enlace (3ª Columna)
Notas modificadas :Arnau Janer 10

Las notas de clase sobre Fourier están disponibles en este enlace

CONTROL 2º Potencia y Bode

El enunciado del CONTROL 2º está disponible en este enlace


Música sugerida CRYSTAL FIGHTERS

TRAZADOS de BODE

Los últimos ejercicios propuestos sobre trazados de Bode no han ido bien.
Se sugiere repetir-para la próxima clase- el ejercicio nº1

Trazado Bode realizado con Circuit Lab

ENTREGA 10 TRAZADOS DE BODE

Circuit Lab P-2

Los ejercicios propuestos esta semana están disponibles en este enlace

Las NOTAS DE CLASE sobre trazados de Bode están disponibles en este enlace.

El libro Circuitos Lineales contiene las Notas de Clase del curso completo.

Música propuesta

EJERCICIOS ENTREGA 9

Los ejercicios propuestos esta semana están disponibles en este enlace


La propuesta musical de esta semana

LABORATORIO:Caracterización Experimental de Auriculares

¡¡¡Es necesario traer unos auriculares!!!
En la sesión de laboratorio se realizará experimentalmente la medida de la impedancia de los auriculares que traigas.

23 ABRIL LIBROS RECOMENDADOS

Muchos de vosotros,apasionados por el estudio de los circuitos, pensaréis que regalar a vuestros amigos y amigas el libro  "Circuitos Lineales" es una idea brillante dado el enorme disfrute que para vosotros supone su lectura.Resulta  por tanto lógico que queráis compartir ese placer intelectual con cuantos más mejor.
Sin embargo,creo que es mi obligación haceros ver que esa elección no sería la más adecuada para mañana.Por raro que os pueda parecer,vuestros amigos y amigas es probable que no compartan vuestras peculiares aficiones.¿Qué hacer entonces? Me temo que -conociendo vuestra obsesiva dedicación al estudio de los circuitos- no estéis  al día de los últimos lanzamientos editoriales.Así pues,os propongo como alternativa este extraordinario libro:

Título:CURSO URGENTE DE POLITICA PARA GENTE DECENTE
Autor: Juan Carlos Monedero
Editorial:Seix-Barral 2013

Un buen libro:

 Ver Video

EJERCICIOS ENTREGA nº 8 TRANSFORMADORES

Transformador perfecto (Toroidal)

Los ejercicios propuestos están disponibles en este enlace

Las NOTAS DE CLASE están disponibles en este enlace

Transformador perfecto sobre nucleo de ferrita 

Transformador perfecto realizado sobre nucleo de chapas de hierro aisladas

Transformador perfecto integrado
Un pequeño tutorial sobre transformadores

Música sugerida 

ENTREGA EJERCICIOS nº 7- COMENTARIOS y CALIFICACIONES

Ver simulación en CircuiLab

El enunciado del ejercicio 6 es:
En el circuito de la figura 6, Vg es senoidal de 10V de amplitud 1KHz de frecuencia.Representar gráficamente Vo y la potencia media suministrada a R3.

Solo Daniel de Castro y Josep Famadas lo han resuelto correctamente.El resto no ha representado correctamente Vo.No han sabido calcular la duración del intervalo en que  Vo está en saturación positiva

.SUGERENCIA:
Repetir el ejercicio representando correctamente Vo

Ejercicio nº4
Al ser los generadores de la misma frecuencia,no se puede obtener la potencia sumando las contribuciones de cada generador.
En el ejercicio nº4,los dos generadores están en cuadratura:Misma amplitud y desfase de 90º.En este caso concreto si que aplicando superposición se llega al resultado correcto.Pero si se hace uso de esta propiedad ,hay que demostrarla.
Si por ejemplo los generadores tuvieran la misma amplitud y frecuencia pero su desfase fuera de pi radianes,Vo sería nula y por tanto también sería nula la potencia.Superposición con las potencias no funcionaría en el caso general.


CALIFICACIONES:
Las calificaciones definitivas del primer control son las que aparecen en la 2ª columna de la lista adjunta

Los estudiantes señalados con un * no me han entregado la ficha todavía (Mal síntoma!!!).

EJERCICIOS ENTREGA nº7

Los ejercicios propuestos están disponibles en este enlace.
Una buena resolución de estos ejercicios posibilita aumentar la calificación del control hasta 7.

NOTAS DE CLASE:
Las notas de clase sobre el tema de potencia están disponibles en este enlace

PSPICE:
Para saber más sobre PSPICE este manual resuelve las cuestiones básicas.La versión electrónica es gratuita.

Ejemplo:Fichero para analizar el ejercicio nº 4 de los propuestos:

xxxx
va 1 2 ac 9
vb 2 0 ac 9 -90
r1 1 3 20000
r2 3 0 20000
c1 3 0 16e-9
.ac lin 10000 10  5000
.probe
.end

Se representa vm(3) y Vm(3)*Vm(3)/40000.  Se localiza el valor a 1000Hz. mediante el cursor.

Música para después:

On Lâche rien

Saltimbanks

..Un poco de TELETIENDA de gadgets TECNOLOGICOS

6ª ENTREGA EJERCICIOS +CALIFICACIONES

Los estudiantes que han realizado el control tipo "A" solucionarán el control tipo "B" y viceversa.

CONTROL A

CONTROL B

CALIFICACIONES DEL CONTROL


NOTA:
Instalar PSPICE.Será necesario su uso a partir de la próxima sesión de laboratorio


Para después de resolver los ejercicios...un poco de música en este enlace

Los Domingos a las 9h45m,en Radio Barcelona (96.9MHz y 666KHz) esta canción suena en el programa de Jesús del Pino "A vivir que son dos días"  como sintonia de paso a la sección de filosofía..

Speak up, Speak up, Speak up for the rite of man, Speak up, Speak up, Speak up for the rite of man, Take your fortunes when you can, Make away like Superman, Come back like a boomerang, Speak up for the rite of man. 

CONTROL JUEVES 27

El próximo Jueves-27 de Marzo-se realizará la primera prueba de control en el horario habitual de clase.

NOTAS:
En el CONTROL se pueden usar apuntes,notas de clase,libros etc.Por tanto no se trata de memorizar.
Se valorará la estrategia seguida en la resolución.

EJERCICIOS ENTREGA nº5 AMPLIFICADOR OPERACIONAL

Los peligros de las conexiones salida-entrada (feedback)

Los ejercicios propuestos esta semana tratan de circuitos que incorporan amplificadores operacionales realimentados.Están disponibles en este enlace

NOTAS DE CLASE:

1ª Parte

2ª parte

3ª Parte


Las notas de clase pueden adquirirse ya impresas y encuadernadas en este enlace
Autor: José Mª Miguel
N° de páginas: 322 
Tamaño: 229x178 
Interior: Blanco y negro
Maquetación: Pegado
Acabado portada: Mate
ISBN Acabado en rústica: 978-84-686-4222-2


Para después de resolver los ejercicios.....

COMENTARIOS 4ª ENTREGA

Han entregado los ejercicios 23 estudiantes.De entre ellos,Llavería,Megías y Sala han hecho un buen trabajo.En los restantes hay aspectos que conviene mejorar.
Los otros 20 estudiantes que están matriculados en el GRUPO 20 y no han entregado los ejercicios,cabe suponer que tampoco obtendrían buenos resultados en caso de haberlo intentado.
La situación no es buena!!!

AVISO:Mañana MIERCOLES a las 11h30m resolveré dudas sobre estos ejercicios en el LABORATORIO.

EJERCICIOS:ENTREGA nº4

OSCILADOR SENOIDAL

Los ejercicios propuestos para esta semana están disponibles en este enlace
Nota:En el primer ejercicio,en el numerador de H(s) ,donde pone R1 debe poner R2.


NOTA:
Sería conveniente que solicitaran una entrevista conmigo  los siguientes estudiantes:
Cassadó,Duffett,Carla Díaz,Carles Díaz,Forné,Jutglà,del Ojo,Roura,Sieiro.

Horarios sugeridos para entrevista: Lunes de 12 a 14h30m y de 16 a 18

REPETIR 3ª ENTREGA

Tampoco ha ido bien la resolución de los ejercicios propuestos el pasado jueves 6.
Se propone repetir la resolución del primer problema y entregarlo el próximo Jueves13.

SOLUCION:
El bipolo compuesto de dos elementos en paralelo y que equivale al de la figura 1 a la pulsación w=2 consta de una resistencia de 8/3 en paralelo con un condensador de 1/16

Solo lo han resuelto correctamente:
Ossama Armas,X.Timoneda,J. Famadas,A.Janer,D. Llavería

Se han acercado a la solución:
F.Mejias,O.Val,G.Reus

EJERCICIOS 3ª ENTREGA: CIRCUITOS EN RPS

Los ejercicios propuestos esta semana están disponibles en este enlace  


NOTAS DE CLASE:
Las Notas de clase sobre Circuitos en RPS,Impedancias y admitancias están disponibles en estos enlaces:

Partenº1
Parte nº2
Partenº3


CircuitLab:
La simulación del ejercicio nº 2 de los propuestos esta semana está disponible en este link

REPETIR EJERCICIOS

Los ejercicios propuestos la pasada semana,no han sido resueltos satisfactoriamente.Es por tanto conveniente intentarlo de nuevo.
En concreto se propone repetir los ejercicios 2,3 y 4.La recogida será el próximo Jueves

NOTA:
Quedan eximidos los estudiantes:
Armas,Aabouch,Janer (Muy bien),Llavería (Muy bien),Miret,Iglesias y Timoneda

EJERCICIOS -ENTREGA nº 2

Ver simulación

Los ejercicios propuestos para el próximo Lunes están disponibles en este
enlace


NOTAS DE CLASE

Las notas de clase correspondientes al primer tema están disponibles en este enlace

Conviene saber al respecto que hay un libro que contiene todas las notas de clase.Está disponible tanto en papel como en formato electrónico.