Nombre: ELECTRÓNICA PARA TELECOMUNICACIONES
Código: 504103009
Carácter: Obligatoria
ECTS: 6
Unidad Temporal: Cuatrimestral
Despliegue Temporal: Curso 3º - Segundo cuatrimestre
Menciones/Especialidades:
Lengua en la que se imparte: Castellano
Carácter: Presencial
Nombre y apellidos: HINOJOSA JIMÉNEZ, JUAN
Área de conocimiento: Electrónica
Departamento: Electrónica, Tecnología de Computadores y Proyectos
Teléfono: 968326459
Correo electrónico: juan.hinojosa@upct.es
Horario de atención y ubicación durante las tutorias:
Titulaciones:
Categoría profesional: Catedrático de Universidad
Nº de quinquenios: 5
Nº de sexenios: 4 de investigación
Curriculum Vitae: Perfil Completo
[CG3 ]. Conocimiento de materias básicas y tecnologías, que le capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y tecnologías, así como que le dote de una gran versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.
[ST1 ]. Capacidad para construir, explotar y gestionar las redes, servicios, procesos y aplicaciones de telecomunicaciones, entendidas éstas como sistemas de captación, transporte, representación, procesado, almacenamiento, gestión y presentación de información multimedia, desde el punto de vista de los sistemas de transmisión.
[ST3 ]. Capacidad de análisis de componentes y sus especificaciones para sistemas de comunicaciones guiadas y no guiadas.
[ST4 ]. Capacidad para la selección de circuitos, subsistemas y sistemas de radiofrecuencia, microondas, radiodifusión, radioenlaces y radiodeterminación.
[ST6 ]. Capacidad para analizar, codificar, procesar y transmitir información multimedia empleando técnicas de procesado analógico y digital de señal.
[TR1 ]. Comunicarse oralmente y por escrito de manera eficaz
[TR7 ]. Diseñar y emprender proyectos innovadores
Al finalizar el programa formativo, el estudiante debe ser capaz de:
Identificar e interpretar las características y tipos de los procesos de distorsión en radiofrecuencia (RF).
Reconocer e interpretar los parámetros característicos de las principales funciones electrónicas que constituyen los módulos constructivos básicos en telecomunicaciones (osciladores, PLL, mezcladores y amplificadores), lo que les permitirá seleccionar las soluciones más adecuadas en este tipo de aplicaciones.
Analizar el comportamiento estático y/o dinámico de las principales configuraciones de las funciones electrónicas básicas de RF, y como resultado de este análisis deducir y valorar las características más relevantes de las mismas.
Diseñar estructuras básicas de osciladores, mezcladores y amplificadores, a partir de prescripciones de frecuencia, selectividad o consumo.
Demostrar habilidades en la simulación, montaje y caracterización práctica de los circuitos electrónicos más representativos de este tipo de funciones.
Identificar y valorar las características de los tipos más representativos de transmisores y receptores de los sistemas de comunicaciones.
Distorsión y ruido en los sistemas electrónicos para telecomunicaciones. Conversores A/D y D/A. Circuitos y funciones electrónicas en sistemas de telecomunicaciones: osciladores, lazos enganchados en fase (PLL), sintetizadores, mezcladores y amplificadores. Receptores y transmisores.
Unidad I.- Introducción y conceptos previos
1. Introducción a la asignatura Electrónica para Telecomunicaciones
1.1. Contextualización y contenidos
1.2. Actividades y evaluación
1.3. Introducción a los sistemas de radiofrecuencia (RF)
2. Transistores en alta frecuencia
2.1. Circuitos equivalentes: BJT y FET
2.2. Amplificador en emisor común: efecto Miller
2.3. Producto ganancia-ancho de banda
3. Amplificadores realimentados
3.1. Función de transferencia y efectos de la realimentación
3.2. Topologías de realimentación
3.3. Método de resolución de circuitos amplificadores realimentados
4. Estabilidad y compensación de amplificadores realimentados
4.1. Criterio de Nyquist de estabilidad
4.2. Análisis de la estabilidad
4.3. Compensación
5. Ruido y distorsión
5.1. Ruido: fuentes de ruido, relación señal-ruido, factor de ruido, temperatura equivalente de ruido, sensibilidad de un receptor
5.2. Distorsión lineal y no lineal
Unidad II.- Circuitos resonantes, de adaptación de impedancias y filtros
6. Circuitos resonantes y adaptación de impedancias
6.1. Circuitos resonantes serie y paralelo
6.2. Transformaciones serie-paralelo y paralelo-serie
6.3. Acopladores de impedancias con redes en ¿L¿, ¿pi¿ y ¿T¿
6.4. Acopladores de impedancia con transformadores
6.5. Acopladores capacitivos e inductivos
7. Filtros
7.1. Tipos y características
7.2. Función de aproximación de filtros de tipo pasa baja
7.3. Normalizaciones y transformaciones
7.4. Filtros pasivos
7.5. Filtros activos
7.6. Filtros con capacidades conmutadas
Unidad III.- Funciones y circuitos electrónicos de RF
8. Amplificadores de RF
8.1. Parámetros de un amplificador
8.2. Estabilidad: Factores C y K
8.3. Amplificadores LNA
8.4. Amplificadores de banda ancha (tema 3)
8.5. Amplificadores sintonizados
8.6. Amplificadores de potencia
8.7. Polarización de los transistores
9. Osciladores
9.1. Parámetros de un oscilador
9.2. Estructura de un oscilador y principio de funcionamiento
9.3. Técnica de análisis de osciladores
9.4. Osciladores RC, LC, cristal y controlador por tensión (VCO)
10. PLL (Phase-Locked Loop) y sintetizadores de frecuencia
10.1. Diagrama de bloques
10.2. Detector de fase, filtro y oscilador VCO
10.3. Función de transferencia
10.4. Márgenes de funcionamiento
10.5. Sintetizadores de frecuencia con PLL
11. Mezcladores y convertidores de frecuencia
11.1. Parámetros de un mezclador
11.2. Dispositivos no lineales utilizados en mezcladores
11.3. Mezcladores con diodos (simple y balanceados)
11.4. Mezcladores con transistores (simple, balanceados y celda de Gilbert)
Unidad IV.- Conversores analógico a digital y digital a analógico
12. Conversores ADC y DAC
12.1. Señales analógicas y digitales
12.2. Conversores DAC: característica de transferencia, DAC con ponderación binaria, DAC en escalera y especificaciones de los DAC.
12.3. Conversores ADC: funciones involucradas, característica de transferencia, ADC paralelo, ADC de rampa simple, de doble rampa y de rampa en escalera, ADC de seguimiento y por aproximaciones sucesivas, ADC sigma-delta y especificaciones de los ADC.
El programa de prácticas de la asignatura se lleva a cabo íntegramente en los laboratorios docentes del departamento. Las prácticas se desarrollan en varias sesiones, incluyendo un conjunto amplio de apartados, algunos de de los cuales proponen simulaciones de esquemas que se proporcionan en el Aula Virtual, mientras que otros se centran en el ajuste y la caracterización de montajes prácticos. Estos montajes prácticos se suministran en placas realizadas ex profeso para esta asignatura.
Práctica 0.- Repaso de los análisis paramétricos y estadísticos con PSpice. Se trata de una práctica preliminar de revisión de los diferentes tipos de análisis que pueden realizarse con el simulador PSpice, conocido por los alumnos en asignaturas previas de la titulación. Se hace énfasis en tipos de análisis multi-ejecución de tipo paramétrico y estadístico. Práctica 1.- Osciladores. En esta práctica se simulan y caracterizan, en primer lugar, dos configuraciones osciladoras representativas basadas en transistor bipolar: el oscilador LC de Colpitts y el oscilador con cristal de cuarzo. De ambas configuraciones se realiza un análisis exhaustivo, comenzando por su simulación y siguiendo con el ajuste y caracterización del circuito práctico, lo que enfrenta al estudiante con los problemas específicos del uso de la instrumentación electrónica en circuitos de frecuencias moderadamente altas. En esta práctica también se analiza, únicamente en el plano de la simulación, una configuración representativa de oscilador controlado por tensión. Práctica 2.- PLL (lazos enganchados en fase) y sintetizadores de frecuencia. El objeto de esta práctica son los lazos enganchados en fase (PLL), que constituyen una de las funciones básicas en cualquier sistema de comunicaciones. Tomando como elemento de diseño un PLL integrado ampliamente usado (CD4046A), se propone la caracterización experimental cada uno de sus módulos constitutivos y el estudio de su configuración en lazo cerrado en diferentes aplicaciones típicas de comunicaciones, entre las que se incluye la demodulación en frecuencia y la síntesis indirecta de frecuencia. Práctica 3.- Mezcladores de frecuencia. Otra de las funciones importantes en comunicaciones son los mezcladores, cuyo estudio se lleva a cabo en esta práctica. Se analizan y caracterizan los módulos constitutivos de dos convertidores de frecuencia que utilizan mezcladores con diodos y con transistores bipolares, respectivamente, primero a nivel de simulación y a continuación sobre un montaje práctico que permite un amplio conjunto de configuraciones. En ambos casos se hace énfasis en el análisis armónico de los productos de mezcla que resultan de las señales producidas. Práctica 4.- Amplificadores de radiofrecuencia. Los aspectos específicos que introducen las altas frecuencias en las estructuras amplificadoras justifican la introducción de esta práctica dentro del programa de la asignatura. Se simulan y caracterizan estructuras amplificadoras que, a diferencia de sus homólogas en baja frecuencia, presentan una gran selectividad en frecuencia. Asimismo se propone el estudio de ciertas estructuras de adaptación de impedancias que se hacen imprescindibles para permitir una óptima transferencia de potencia.
La Universidad Politécnica de Cartagena considera como uno de sus principios básicos y objetivos fundamentales la promoción de la mejora continua de las condiciones de trabajo y estudio de toda la Comunidad Universitaria. Este compromiso con la prevención y las responsabilidades que se derivan atañe a todos los niveles que integran la Universidad: órganos de gobierno, equipo de dirección, personal docente e investigador, personal de administración y servicios y estudiantes. El Servicio de Prevención de Riesgos Laborales de la UPCT ha elaborado un "Manual de acogida al estudiante en materia de prevención de riesgos" que puedes encontrar en el Aula Virtual, y en el que encontraras instrucciones y recomendaciones acerca de cómo actuar de forma correcta, desde el punto de vista de la prevención (seguridad, ergonomía, etc.), cuando desarrolles cualquier tipo de actividad en la Universidad. También encontrarás recomendaciones sobre cómo proceder en caso de emergencia o que se produzca algún incidente. En especial, cuando realices prácticas docentes en laboratorios, talleres o trabajo de campo, debes seguir todas las instrucciones del profesorado, que es la persona responsable de tu seguridad y salud durante su realización. Consúltale todas las dudas que te surjan y no pongas en riesgo tu seguridad ni la de tus compañeros.
Unit 1. Introduction and previous issues
1. Introduction to course `Electronics for Telecommunications¿
2. High frequency transistors
3. Feedback amplifiers
4. Stability and compensation of the feedback amplifiers
5 Noise and distortion
Unit 2. Resonant circuits, impedance matching and filters
6. Resonant circuits and impedance matching
7. Passive, active and switched capacitor filters
Unit 3. RF electronics circuits and functions
8. RF amplifiers: LNA, tuned and power amplifiers
9. Oscillators
10. Phase Locked Loops (PLL)
11. Mixers
Unit 4. Analog to digital and digital to analog converters
12. DAC and ADC
Clase en aula convencional: teoría, problemas, casos prácticos, seminarios, etc
Actividad presencial consistente en dos fases. Una primera parte, en forma de clase magistral, en la que el profesor introducirá los aspectos más relevantes de la lección. En una segunda fase el profesor planteará cuestiones para suscitar la intervención de los estudiantes y se resolverán las dudas de estos.
El profesor resolverá en el horario presencial de clase, con la participación de los alumnos, ejercicios y problemas prácticos planteados previamente.
30
100
Clase en laboratorio: prácticas
Actividad presencial obligatoria que comenzará con una introducción por el profesor de los aspectos de interés de una práctica. En el tiempo restante de la sesión los alumnos realizarán la práctica y el profesor resolverá las dudas.
26
100
Clase en campo o aula abierta (visitas técnicas, conferencias, etc.). En general, actividades que requieren de unos recursos o de una planificación especiales
Actividad presencial obligatoria que comenzará con una introducción por el profesor de los aspectos de interés de una práctica. En el tiempo restante de la sesión los alumnos realizarán la práctica y el profesor resolverá las dudas.
Actividad complementaria en forma de conferencia o seminario, sobre un tema de vanguardia relacionado con la asignatura.
El profesor propondrá trabajos específicos relacionados con la asignatura a grupos de alumnos, que éstos presentarán a los compañeros en una sesión presencial.
Esta actividad también podrá ser una tutoría convocada por el profesorado.
0
100
Clase en aula de informática: prácticas
en esta asignatura no se utiliza el aula de informática
0
100
Actividades de evaluación (sistema de evaluación continua)
Evaluación escrita (examen oficial).
4
100
Actividades de evaluación (sistema de evaluación final)
Dos exámenes parciales
3
100
Tutorías
tutorías individuales y en grupo
4
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Trabajo del estudiante: estudio o realización de trabajos individuales o en grupo
1. Estudio de los ejercicios tipo resueltos.
2. Resolución escrita de los ejercicios propuestos.
3. Lectura previa y preparación de la práctica a realizar.
4. Elaboración de las memorias correspondientes a cada una de las prácticas realizadas.
5. Elaboración de las memorias y/o presentaciones de los trabajos específicos correspondientes.
6. Preparación de examenes
Revisión y estudio previos, individual, de la lección.
Preparación de exámenes.
113
0
Trabajo práctico de laboratorio
Pruebas de control de prácticas. Tras finalizar cada práctica, los alumnos realizarán una prueba corta de control de conocimientos en las fechas señaladas por el profesorado. Se exigirá una nota media mínima de 3 puntos sobre 10 para superar la asignatura. La asistencia a las sesiones de prácticas es recomendada.
20 %
Exámenes escritos y/u orales (evaluación de contenidos teóricos y/o aplicados de la asignatura)
Preguntas de teoría y problemas. Consistirán en dos parciales con una ponderación de 30% cada uno. Se exigirá una nota mínima de 2 puntos sobre 10 en cada parcial para superar la asignatura.
60 %
Entregables de ejercicios y/o prácticas
Informes de prácticas. Los alumnos entregarán un informe de cada práctica en el plazo establecido por el profesorado para ser evaluada. Se exigirá una nota media mínima de 3 puntos sobre 10 para superar la asignatura. La asistencia a las sesiones de prácticas es recomendada.
20 %
Trabajo práctico de laboratorio
Examen de prácticas. El alumno que no haya entregado algún informe de prácticas y/o no haya realizado alguna prueba de prácticas en el sistema de evaluación continua, deberá hacer un examen de prácticas con su informe correspondiente. Se exigirá una nota mínima de 3 puntos sobre 10 para superar la asignatura.
40 %
Exámenes escritos y/u orales (evaluación de contenidos teóricos y/o aplicados de la asignatura)
Preguntas de teoría y problemas. Corresponderán en dos partes como los dos parciales y tendrán la misma ponderación (30% cada parte) que en la evaluación continua. Se exigirá una nota mínima de 2 puntos sobre 10 en cada parte para superar la asignatura.
60 %
Transparencias de los temas, ejercicios, enunciado de prácticas, proyectos pspice y videos tutoriales de las prácticas disponibles en el aula virtual.
Autor:
Título: Electrónica de comunicaciones
Editorial: Prentice Hall
Fecha Publicación: 2003
ISBN: 9788420536743
Autor: Haykin, Simon
Título: Communication systems
Editorial: John Wiley & Sons,
Fecha Publicación: 2010
ISBN: 9780470169964
Autor: R. Gómez Alcalá, D.J. Santos Mejía y M.A. Prol Rodríguez
Título: Fundamentos de Electrónica de Comunicaciones
Editorial: Tórculo
Fecha Publicación: 1999
ISBN: 9788484080893
Transparencias de los temas y ejercicios disponibles en el aula virtual