Electrónica Analógica y Digital
| Código Asignatura: |
1920
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| Nº Créditos ECTS: |
6
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| Tipo: |
Obligatoria
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| Duración: |
Semestral
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| Idioma: |
Castellano
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| Plan de estudios: | ||
| Profesor(es): | ||
| Año académico: |
2024-25
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La información sobre los datos de contacto y el horario de tutorías se encuentra publicada en el aula virtual de la asignatura.
Descripción
El objetivo principal de la asignatura es proporcionar al alumno los fundamentos y conceptos básicos de la electrónica digital: aritmética binaria, álgebra de Boole, puertas lógicas, mapas de Karnaugh, análisis y diseño de circuitos combinacionales, multiplexores y sus funciones, comparadores y sumadores. Circuitos secuenciales, elementos biestables, máquinas de Moore y Mealy, diagramas de estado y tablas de transición. Introducir los dispositivos lógicos programables y adquirir los fundamentos del lenguaje de descripción hardware VHDL y sintaxis básica.
Dentro de la misma asignatura se ampliarán los conocimientos de electrónica analógica con el estudio de osciladores y componentes/dispositivos de potencia (convertidores) y con el conocimiento de los sistemas de generación de energía eléctrica: conversión de energía primaria (solar-fotovoltaica y otras energías renovables) en eléctrica. En este último punto se profundizará en la caracterización de los sistemas fotovoltaicos y la legislación nacional, europea e internacional que regulan dichas instalaciones.
En definitiva, se dotará al alumno de capacidad para entender y conocer las técnicas de diseño de circuitos digitales. Capacidad para resolver problemas e implementar máquinas de estados. Ser capaz de analizar y simular el funcionamiento de circuitos digitales. Conocer los dispositivos lógicos de planos programables y cómo implementar con ellos circuitos digitales y conocer los tipos de memorias y su aplicación en los sistemas digitales.
Antes de matricular la asignatura, verifique los posibles requisitos que pueda tener dentro de su plan. Esta información la encontrará en la pestaña "Plan de estudios" del plan correspondiente.
Competencias generales
- Capacidad para redactar, desarrollar y firmar proyectos en el ámbito de la ingeniería de telecomunicación que tengan por objeto la concepción y el desarrollo o la explotación de redes, servicios y aplicaciones de telecomunicación.
- Capacidad para aprender nuevos métodos y tecnologías y adaptarse con versatilidad a nuevas situaciones, gracias al conocimiento de materias básicas y tecnologías de telecomunicaciones.
- Capacidad para realizar mediciones, cálculos, valoraciones, tasaciones, peritaciones, estudios, informes planificación de tareas y otros trabajos análogos en su ámbito específico de la telecomunicación.
Competencias específicas
- Capacidad de análisis y diseño de circuitos combinacionales y secuenciales, síncronos y asíncronos, y de utilización de microprocesadores y circuitos integrados.
- Capacidad para conocer y aplicar los fundamentos de lenguajes de descripción de dispositivos de hardware.
- Capacidad de utilizar distintas fuentes de energía y en especial la solar fotovoltaica y térmica, así como los fundamentos de la electrotecnia y de la electrónica de potencia.
Competencias transversales
- Capacidad de análisis y síntesis.
- Capacidad de organización y planificación.
- Resolución de problemas.
- Aprendizaje autónomo.
- Creatividad.
Resultados del aprendizaje
- Capacidad para analizar y diseñar circuitos digitales tanto combinacionales como secuenciales.
- Capacidad para distinguir y evaluar las ventajas e inconvenientes entre circuitos secuenciales síncronos y asíncronos, y de utilizar una señal de reloj.
- Conocimientos básicos de circuitos integrados y familias lógicas.
- Conocimiento básico de las distintas fuentes de energía, en especial la solar fotovoltaica y térmica.
- Conocimiento básico de electrotecnia, distribución eléctrica y electrónica de potencia.
Metodología
La metodología adoptada en esta asignatura para el aprendizaje y evaluación de sus contenidos se encuentra adaptada al modelo de formación continuada y a distancia de la UDIMA. Los conocimientos de la asignatura se adquieren a través del estudio razonado de todas las unidades didácticas, así como del material didáctico complementario que se ponga a disposición de los estudiantes en el aula virtual. Además, se complementa con la acción tutorial, que incluye asesoramiento personalizado, intercambio de impresiones en los debates habilitados en foros y demás recursos y medios que ofrecen las nuevas tecnologías de la información y la comunicación. Por otra parte, el aprendizaje también se apoya en la realización de las actividades previstas en el aula virtual, que son de tres tipos (de evaluación continua, de aprendizaje y controles), y que vienen recogidas en el apartado “Contenidos y programación”.
Para ampliar esta información, se recomienda consultar la pestaña “Metodología y exámenes” de la titulación.
Durante el desarrollo de la asignatura se realizarán actividades prácticas que permitan adquirir las competencias y resultados de aprendizaje necesarios para la superación de la asignatura. Dichas actividades prácticas se coordinarán desde el Aula de Laboratorio de la asignatura.
Con objeto de evaluar la adquisición de las competencias y resultados de aprendizaje de carácter práctico, es necesario que el estudiante realice en esta asignatura prácticas de laboratorio que requieren presencialidad. En el cronograma semestral de la asignatura se indicará la fecha y lugar de realización, así como el proceso de evaluación específico para esta asignatura.
Dedicación requerida
La dedicación requerida para esta asignatura de 6 créditos ECTS es de 150 horas, que se encuentran distribuidas de la siguiente manera:
- Estudio de las Unidades Didácticas: 45 horas
- Material complementario. Lectura de art./Visionado de vídeos en web: 7,5 horas
- Supuesto, Casos prácticos y/o prácticas de laboratorio: 32,5 horas
- Prácticas de Laboratorio telepresenciales síncronas: 12 horas
- Prácticas de laboratorio presencial: 8 horas
- Búsqueda de información: 22,5 horas
- Redacción o realización de informes: 7,5 horas
- Acción tutorial: 7,5 horas
- Evaluación: 7,5 horas
Tutorías
El profesor aporta un seguimiento individualizado de la actividad del estudiante para asegurar las mejores condiciones de aprendizaje mediante la tutorización a través de las herramientas de la plataforma educativa y/o de las tutorías telefónicas. En estas tutorías los estudiantes pueden consultar a los profesores las dudas acerca de la materia estudiada.
Materiales didácticos
Para el desarrollo del aprendizaje sobre el que versará el examen final se han seleccionado materiales didácticos y/o manuales, a partir de los cuales se estudiarán las unidades didácticas que se corresponden con la descripción de los contenidos de la asignatura:
Para el desarrollo del aprendizaje práctico de la asignatura, se empleará software de computación matemática como Matlab en aquellos casos que sea necesario y los simuladores de electrónica QUCs y MULTISIM. Además, se contará con el kit de prácticas con placa, protoboard, set de alimentación por USB y componentes electrónicos.
Manual de la asignatura:
THOMAS L. FLOYD (2016), “FUNDAMENTOS DE SISTEMAS DIGITALES (11ª ED.)” Ed. PRENTICE-HALL.Además, se recomienda la siguiente bibliografía de consulta voluntaria:
Mandado Enrique, Jose Luis Martín, “SISTEMAS ELECTRONICOS DIGITALES”. Ed: MARCOMBO, S.A.
R.J.Tocci, (2001), “Digital Systems: principles and applications”. ed. Prentice Hall.
J.F.Wakerly (2001), “Diseño digital: principios y prácticas”, ed. Prentice Hall.
“PROBLEMAS RESUELTOS DE ELECTRÓNICA DIGITAL” Autores: José L. Martín González (Coord.), Jagoba Arias, Unai Bidarte, Pedro Ibáñez, Jesús Lázaro y Aitzol Zuloaga.
Finalmente, el profesor podrá poner a disposición del estudiante cualquier otro material complementario voluntario al hilo de las unidades didácticas o en una carpeta de material complementario.
Contenidos y programación
| SEMANAS (*) | UNIDADES DIDÁCTICAS | ACTIVIDADES DIDÁCTICAS |
|---|---|---|
| Semanas 1 y 2 |
Tema 1. Introducción: Conceptos y Parámetros Digitales. 1.1. Magnitudes Analógicas y digitales. 1.2. Dígitos binarios, niveles lógicos y formas de onda digitales. 1.3. Operaciones lógicas básicas. 1.4. Circuitos integrados. 1.5. Introducción lógica programable. 1.6. Instrumentos de medida. 1.7. Números decimales, binarios, octales, hexadecimales, BCD . 1.8. Operaciones aritméticas con números. 1.9. Detección de errores y códigos de corrección. 1.10. Códigos alfanuméricos. |
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| Semana 3 |
Tema 2. Puertas Lógicas. 2.1. Introducción, 2.2. El inversor. 2.3. La puerta AND. 2.4. La puerta OR. 2.5. La puerta NAND. 2.6. La puerta NOR. 2.7. Puertas OR y NOR exclusiva 2.8. Lógica programable. 2.9. Lógica de función fija. |
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| Semana 4 | Tema 3. Álgebra de Boole. 3.1. Operaciones y expresiones booleanas. 3.2. Leyes y reglas del álgebra de Boole. 3.3. Teoremas de DeMorgan. 3.4. Análisis boolenano de los circuitos lógicos. 3.5. Simplificación mediante el álgebra de Boole. 3.6. Formas estándar de las expresiones booleanas. 3.7. Expresiones booleanas y tablas de la verdad. 3.8. Mapas de Karnaugh. 3.9. Minimización de una suma de productos y minimización de un producto de sumas. |
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| Semanas 5 y 6 | Tema 4. Circuitos Combinacionales Básicos. 4.1. Circuitos básicos. 4.2. Implementación de la lógica combinacional. 4.3. La propiedad universal de las puertas NAND y NOR. 4.4. Lógica combinacional con puertas NAND y NOR. 4.5. Funcionamiento de los circuitos lógicos con trenes de impulsos. 4.6. Sumadores. 4.7. Comparadores. 4.8. Decodificadores. 4.9. Codificadores. 4.10. Convertidores de código. 4.11. Multiplexores. 4.12. Demultiplexores. 4.13. Aplicaciones. |
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| Semanas 7 y 8 | Tema 5. Latches, Flip-Flops y Temporizadores. 5.1. Conceptos básicos. 5.2. Latches. 5.3. Flip-flops disparados por flanco. 5.4. Características de funcionamiento de los flip-flops. 5.5. Monoestables. 5.6. Aestables. 5.7. El temporizador 555. 5.8. Aplicaciones. |
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| Semanas 9 y 10 | Tema 6. Contadores y Registros de Desplazamiento. 6.1. Funcionamiento de contador asíncrono. 6.2. Funcionamiento de contador síncrono. 6.3. Diseño de contadores síncronos. 6.4. Contadores en cascada. 6.5. Decodificación de contadores. 6.6. Aplicación de los contadores 6.7. Funciones básicas de los registros de desplazamiento. 6.8. Contadores basados en registros de desplazamiento. 6.9. Aplicaciones de los registros de contadores. |
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| Semana 11 | Tema 7. Memorias, Introducción al SW y Lógica Programable. 7.1. Principios de las memorias semiconductoras. 7.2. Memorias RAM. 7.3. Memorias ROM. 7.3.1. De sólo lectura. 7.4. Memoria Flash. 7.5. Expansión de memorias. 7.6. Tipos especiales de memoria. 7.7. Memorias ópticas y magnéticas. 7.8. Lógica programable: SPLD y CPLD. 7.9. Macroceldas. 7.10. Lógica programable: FPGA. 7.11. Software de Lógica programable. 7.12. Aplicaciones. |
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| Semana 12 | Tema 8. Electrónica Analógica: Osciladores, Diagrama de BODE. 8.1. Teoría de los osciladores. 8.2. Oscilador en Puente de Wien. 8.3. Otros osciladores RC. 8.4. Oscilador Colpitts. 8.5. Otros osciladores LC. 8.6. Oscilador de cristal. 8.7. Cristales de cuarzo. 8.8. Temporizador 555. 8.9. Diagramas de BODE. |
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| Semanas 13 y 14 | Tema 9. Electrónica de Potencia: Dispositivos Electrónicos. Convertidores. 9.1. Introducción. 9.2. Concepto de convertidor. 9.3. Tipos de convertidores. 9.4. Parámetros para caracterizar los convertidores . 9.5. Semiconductores de potencia. 9.5.1. Elemento ideal. 9.5.2. Diodo. 9.5.3. Tiristor. 9.5.4. GTO (Gate Turn-off Thyristor) 9.5.5. BJT (Bipolar Junction Transistor). 9.5.6. MOSFET. 9.5.7. IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). 9.6. Convertidores ca/cc. Rectificadores. |
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| Semanas 15 y 16 | Tema 10. Generación Energía Eléctrica, Instalación Fotovoltaica. Legislación. 10.1. Componentes de una instalación solar Fotovoltaica. 10.2. Introducción a la energía solar. 10.3. Clasificación de las instalaciones solares fotovoltaicas. 10.4. Elementos de una ISF. 10.5. Aplicaciones conectadas a la red eléctrica. 10.6. Legislación Energías Renovables. |
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| Resto de semanas hasta finalización del semestre | Estudio y preparación para el examen final, celebración del examen final y cierre de actas. | |
(*) Las fechas concretas se pueden consultar en el aula virtual de la asignatura y en la pestaña de “Precios, Calendario y Matriculación” de la titulación.
Sistema de evaluación
Durante el estudio de esta asignatura, el proceso de evaluación del aprendizaje es continuo y contempla la realización de:
- Una evaluación continua a lo largo del curso a través de acciones didácticas que supone el 40% de la nota final. Incluye la realización de los diferentes tipos de actividades de evaluación, de aprendizaje y controles.
- Actividades de aprendizaje (AA): actividades que permiten evaluar el desarrollo de las competencias al hilo del desarrollo de las unidades didácticas. Pueden adoptar el formato de foro, cuestionario, glosario u otros.
- Controles: actividades que permiten evaluar la adquisición de aspectos conceptuales y prácticos de la asignatura. Toman la forma de cuestionarios.
- Actividades de evaluación continua (AEC): actividades que permitan evaluar el alcance de ciertos hitos académicos a lo largo del cuatrimestre. Pueden adoptar el formato de informes, cuestionarios, casos prácticos, comentarios de texto, etc.
- Un examen final presencial que supone el 60% de la nota final. Está dirigido a la valoración de las competencias y conocimientos adquiridos por el estudiante. El examen se evaluará de 0 a 10, tendrá una duración estimada de 90 minutos y será de tipo mixto, con una parte tipo test con 20 preguntas de opción múltiple y una parte de desarrollo teórico-práctica con dos preguntas. Dentro de la parte tipo test, los errores penalizan con el objetivo de corregir las respuestas acertadas por azar.
Para poder presentarse al examen final presencial, en cualquiera de las convocatorias, es imprescindible cumplir los siguientes requisitos relacionados con la evaluación continua: realizar la totalidad de los controles contemplados en el apartado de “Contenidos y programación” de la asignatura, hacer todas las actividades de evaluación continua y al menos dos de las actividades de aprendizaje y además se tendrá que haber obtenido al menos el 50% de la nota correspondiente al conjunto total de actividades del Aula, asociadas a la asignatura. Aquellas Actividades no realizadas obtendrán puntuación igual a cero. La entrega fuera de plazo de cualquier actividad podría tener una penalización de hasta un 30%.
El estudiante que se presenta al examen sin cumplir los requisitos para ello, será calificado con un cero en el examen final presencial y consumirá convocatoria.
Cuadro resumen del sistema de evaluación
| Tipo de actividad | Número de actividades planificadas | Peso calificación |
|---|---|---|
| Actividades de aprendizaje |
4
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10%
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| Actividades de Evaluación Continua (AEC) |
2
|
20%
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| Controles |
3
|
10%
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| Examen final |
Si
|
60%
|
| TOTAL | 100% | |
Para aprobar la asignatura, es necesario obtener una calificación mínima de 5 en el examen final, así como en la calificación total del curso, una vez realizado el cómputo ponderado de las calificaciones obtenidas en las actividades didácticas y en el examen final.
Si un estudiante no aprueba la asignatura en la convocatoria ordinaria podrá examinarse en la convocatoria de septiembre. El estudiante que no se presente a la convocatoria de febrero y/o de julio ni a la de septiembre, perderá automáticamente todos los trabajos realizados a lo largo del curso. Deberá en este caso matricularse de nuevo en la asignatura.
Las fechas previstas para la realización de todas las actividades se indican en el aula virtual de la asignatura.
Originalidad de los trabajos académicos
Según la Real Academia Española, “plagiar” significa copiar en lo sustancial obras ajenas dándolas como propias. Dicho de otro modo, plagiar implica expresar las ideas de otra persona como si fuesen propias, sin citar la autoría de las mismas. Igualmente, la apropiación de contenido puede ser debida a una inclusión excesiva de información procedente de una misma fuente, pese a que esta haya sido citada adecuadamente. Teniendo en cuenta lo anterior, el estudiante deberá desarrollar sus conocimientos con sus propias palabras y expresiones. En ningún caso se aceptarán copias literales de párrafos, imágenes, gráficos, tablas, etc. de los materiales consultados. En caso de ser necesaria su reproducción, esta deberá contemplar las normas adecuadas para la citación académica.
Los documentos que sean presentados en las actividades académicas podrán ser sometidos a diferentes mecanismos de comprobación de la originalidad (herramientas antiplagios que detectan coincidencias de texto con otras fuentes, comparación con trabajos de otros estudiantes, comparación con información publicada en Internet, etc). El profesor valorará si el trabajo presentado cuenta con los criterios de originalidad exigidos o, en su caso, se atribuye adecuadamente la información no propia a las fuentes correspondientes. La adjudicación como propia de información que corresponde a otros autores podrá suponer el suspenso de la actividad.
Los documentos presentados en las actividades académicas podrán ser almacenados en formato papel o electrónico y servir de comparación con otros trabajos de terceros, a fin de proteger la originalidad de la fuente y evitar la apropiación indebida de todo o parte del trabajo del estudiante. Por tanto, podrán ser utilizados y almacenados por la universidad, a través del sistema que estime, con el único fin de servir como fuente de comparación de cualquier otro trabajo que se presente.
Sistema de calificaciones
El sistema de calificación de todas las actividades didácticas es numérico del 0 a 10 con expresión de un decimal, al que se añade su correspondiente calificación cualitativa:
0 – 4.9: Suspenso (SU) 5.0 – 6.9: Aprobado (AP) 7.0 – 8.9: Notable (NT) 9.0 – 10: Sobresaliente (SB) Matrícula de honor (MH)
(RD 1125/2003, de 5 de septiembre, por lo que se establece el sistema europeo de créditos y el sistema de calificaciones en las titulaciones universitarias de carácter oficial y con validez en todo el territorio nacional).
La matrícula de honor se concede cuando el profesor lo considere oportuno en función de la excelencia de las actividades realizadas por el estudiante y las calificaciones obtenidas por el resto del grupo. No obstante, los criterios académicos de su concesión corresponden al departamento responsable de cada grado.