1034_Analisis_de_Circuitos_II

UNIVERSIDAD DE MENDOZA – FACULTAD DE INGENIERÍA
CARRERA
INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA
ASIGNATURA
ANÁLISIS DE CIRCUITOS II
CÓDIGO
1034
CURSO
3° Año
ÁREA
Tecnologías Básicas
ULTIMA REVISIÓN
2.006
MATERIAS CORRELATIVAS:
1025 Análisis de Circuitos I
AÑO LECTIVO 2009
Profesor Titular: Dr. Ing. José Luís PULIAFITO
Profesor Asociado:
Profesores Adjuntos: Ing. Pedro SUAREZ
Jefes de trabajos prácticos:
Carga Horaria Semanal:
6
Carga Horaria Total:
90
OBJETIVOS:

Que el alumno desarrolle habilidades para el análisis y diseño de circuitos
pasivos.

Que el alumno desarrolle habilidades en el diseño y cálculo de filtros por las
teorías de imagen y de aproximación,
PROGRAMA ANALÍTICO:
CAPITULO 1: INTRODUCCION AL ANALISIS DE SISTEMAS- PROPIEDADES
DE LOS CIRCUITOS EN LA FRECUENCIA COMPLEJA
TEMA A: Función de Transferencia: I.A.1 Definición de sistema. Propiedades
generales, sistemas lineales causales, invariantes y pasivos. I.A.2- Ecuación diferencial
general de los sistemas lineales pasivos, transformación operativa al dominio de la
frecuencia compleja (Laplace), función de transferencia, solución de circuitos. I.A.3
Propiedades de la función de transferencia, polos y ceros, otras funciones de redes.
TEMA B: Análisis de respuesta de los sistemas: I.B.1 Respuesta transitoria a
excitaciones discontinuas con condiciones iniciales nulas, influencia de polos, ceros y
residuos. 1 B.2- Respuesta permanente a excitaciones armónicas I.B.3- Respuesta
transitoria con condiciones iniciales no nulas. 1.B.4. Respuesta permanente a excitaciones
periódicas no armónicas.
CAPITULO 2:
REPRESENTACION Y ANALISIS GRAFICO DE LAS
FUNCIONES CIRCUITALES
TEMA A: Representación y análisis mediante constelación de polos y ceros:
2.A.1- Constelación de polos y ceros, disposiciones típicas y respuesta asociada. 2.A.2Evaluación de magnitud y fase de la función de red, respuesta sinusoidal permanente,
función de mínima fase, función pasatodo. 2.A.3. Evaluación de residuos, respuesta
transitoria. 2.A.4-Especificación de una función de red a partir de su constelación de polos
y ceros.
TEMA B: Representación y análisis mediante gráficos de magnitud y fase:
2 B.1- Gráficos directos de magnitud y fase. 2.B.2- Diagramas de Bode, aproximación por
asíntotas. 2.B.3-Especificación de una función de red a partir de sus diagramas de Bode.
CAPITULO 3: PROPIEDADES Y ELEMENTOS PRINCIPALES DE LA SINTESIS
CIRCUITAL DE CUADRIPOLOS PASIVOS EN EL DOMINIO DE LA
FRECUENCIA COMPLEJA
TEMA A: Descripción y síntesis de circuitos mediante modelos cuadrupolares
básicos: 3.A.1- Puertas, circuitos de n puertas, cuadripolos. 3.A.2- Parámetros básicosparámetros de trasmisión, parámetros híbridos, matrices asociadas. 3.A.3- Propiedades de
los cuadripolos y su relación con las matrices características, pasividad, reciprocidad y
simetría, descomposición de cuadripolos en serie, paralelo, cascada y mixta. 3.A.4Síntesis mediante configuraciones circuitales básicas: T, PI, T puenteada, doble T,
puente.Matrices asociadas.
TEMA B: Descripción y síntesis de circuitos mediante parámetros imagen:
3.B.1- Impedancia de entrada y salida, ganancia de tensión, de corriente, ganancia de
potencia. 3.B.2-. Impedancia iterativa, impedancia imagen e impedancia característica, 3
B.3- Parámetros imagen, función de propagación imagen, atenuación y fase. 3.B.4Síntesis de cuadripolos pasivos a partir de parámetros imagen, secciones L adaptadoras de
impedancias. 3 B 5- Inserción de potencia, relaciones de inserción, pérdidas de inserción.
CAPITULO 4: SINTESIS CIRCUITAL DE FILTROS POR LA TEORIA IMAGEN
TEMA A- Descripción mediante parámetros imagen de secciones no disipativas: 4.A.1
- El filtro ideal, bandas de atenuación y transmisión, frecuencias de corte. 4.A.2- Teoría
imagen de filtros, adaptación imagen, secciones no disipativas, secciones básicas T y PI,
medias secciones. 4.A.3- Función de propagación imagen de las secciones básicas no
disipativas, uso de curvas de reactancias. 4.A.4- Secciones de k constante y m-derivadas,
características de atenuación e impedancias características en la banda pasante y de
atenuación. 4.A.5- Hemisección m-derivada, impedancias imágenes.
TEMA B: Diseño de filtros por la teoría imagen: 4.B.I.- Diseño de un filtro completo
pasabajo, normalización y desnormalización de parámetros. 4.B.2- Transformaciones de
frecuencias para reducir los filtros pasa-altos, pasabandas y suprime- bandas a pasabajos
normalizados, aplicación en diseños prácticos. 4.B.3- Filtro puente, impedancia
característica y función de propagación, bandas pasante y de atenuación, secciones puente
típicas, sección pasatodo.
CAPITULO 5: SINTESIS CIRCUITAL DE FILTROS POR LA
APROXIMACION
TEORIA DE
TEMA A: Descripción general del problema de la síntesis de filtros por aproximación:
5. A. 1. Función de transferencia ideal, especificación de una función de transferencia a
partir de plantillas, solución del problema pasabajo normalizado mediante aproximación.
5.A.2- Funciones de aproximación típicas, comparación. 5.A.3- Sintesis circuital mediante
redes escalera no disipatvas. 5.A.4. Diseño de filtros pasaltos, pasabandas y suprimebandas
por transformación
de frecuencia, normalización de la plantilla, cálculo y
desnormalización de la red escalera resultante.
TEMA B: Síntesis de máxima planicidad -la función de Buttterworth: 5.B.1-Máxima
planicidad, función de Butterworth, características de atenuación y fase, determinación de
la constelación de polos y de los polinomios normalizados característicos. 5.B.2Procedimiento de diseñoo de un pasabajo normalizado usando Butterworth.
TEMAC: Síntesis de máxima pendiente de corte. Funciones de Tchebyshev y Cauer:
5.C.- Máxima pendiente de corte, función de Tchebyshev, características de la banda
pasante, ripple, características de la atenuación, determinación de la constelación de polos y
de los polinomios normalizados característicos. 5.C.2- Procedimiento de diseño de un
pasabajo normalizado usando Tchebyshev. 5.C.3- Introducción a la aproximación de Cauer
de uso en filtros activos.
TEMA D: Síntesis de retardo de grupo constante- Función de Bessel: 5.D.1- Retardo de
grupo constante, aproximación de Storch, función de Bessel, características de la banda
pasante y de la banda de atenuación, caraterísticas de retardo de grupo y de fase,
determinación de los polinomios normalizados característicos. 5.D.2. Procedimiento de
diseño de una red de retardo normalizado usando Bessel.
CAPII'ULO
6:
SINTESIS
COMPENSADORES
CIRCUITAL
DE
ATENUADORES
Y
TEMA A: Atenuadores y adaptadores disipativos: 6.A 1. Atenuadores fijos, función,
tipos, secciones T, PI , y T puenteada, secciones balanceadas tipo I y II , planteo general de
diseño. 6.A.2- Diseño para el caso de adaptación y disipación. 6.A.3- Diseño para el caso
de disipación adaptado. 6.A.4- Diseño para el caso de adaptación y disipación mínima.
Pérdida de insersión
TEMA B: Compensadores: 6.B.1- Compensadores o ecualizadores, función. 6.B.2Compensadores de amplitud, secciones prototipo serie, paralelo, full-serie, full-shunt, T, T
puenteada y puente. 6.B.3- Análisis y diseño por curvas de elementos tipo, aplicación en
secciones prototipos- 6.B.4 Compensadores de fase, definición, esquema general de
compensación. Celdas prototipo, análisis y diseño.
CAPITULO 7: INTRODUCCION AL ANALISIS Y SINTESIS DE LOS CIRCUITOS
DISCRETOS
TEMA A: Señales y sistemas discretos: 7.A.1- Señales continuas y discretas,
discretización mediante tren de impulsos o pulsos, obtención de secuencia numéricas.
7.A.2- Introducción a la transformada Z, transformada de una secuencia, propiedades,
transformadas de secuencias típicas, antitransformada Z‚ métodos. 7.A.3- Sistemas
discretos, secuencia de entrada y salida, ecuación de definición, función de transferencia de
un sistema discreto.
TEMA B: Propiedades y síntesis de sistemas discretos: 7.B.1- Propiedades de los
sistemas discretos, linealidad, invarianza, causalidad, estabilidad. 7.B.2- Respuesta
impulsional, sistemas recurrentes "TIR" y no recurrentes "FIIR” 7.B.3- Realización de
sistemas discretos, directa canónica, paralelo y cascada, comportamiento del sistema.
7.B.4. Introducción a los filtros digitales.
Formación Práctica
Resolución de Problemas Rutinarios:
Horas
30
Laboratorio, Trabajo de Campo:
Resolución de Problemas Abiertos:
Proyecto y Diseño:
PROGRAMA DE TRABAJOS PRÁCTICOS :
PRACTICO N° 1 - Resolución y análisis de circuitos en la frecuencia compleja
Ejercitación sobre el planteo y resolución de circuitos mediante transformación al dominio
de la Frecuencia Compleja. Antitransformación; transformada de funciones discontinuas;
planteo de circuitos en el dominio s; obtención de la respuesta a excitaciones discontinuas
en el dominio del tiempo
PRACTICO N° 2- Análisis y representación de funciones de redes
Ejercitación sobre el análisis y representación de funciones de redes en el dominio de la
frecuencia compleja. Constelación de polos y ceros de las funciones de transferencia;
análisis de la respuesta impulsiva en el dominio del tiempo, usando la constelación de polos
y ceros; análisis de la respuesta sinusoidal permanente, usando la constelación de polos y
ceros; análisis de la respuesta en frecuencia usando el método de Bode.
PRACTICO N° 3 - Cuadripolos pasivos en el dominio de la frecuencia compleja
Ejercitación sobre el análisis y síntesis de circuitos pasivos utilizando cuadripolos:
Parámetros de impedancia síntesis en circuito T. Parámetros de admitancia, síntesis en
circuito Pi. Síntesis con cuadripolos combinados. Parámetros de transmisión, síntesis en
cascada. Parámetros imagen, síntesis en circuito Pi; adaptación de impedancia con
cuadripolos reactivos L; adaptación de impedancias con cuadripolos resistivos; atenuadores
resistivos.
PRACTICO N° 4 - Diseño de filtros pasivos
Ejercitación sobre el análisis y síntesis de filtros pasivos utilizando la Teoría Imagen y la
Teoría de la Aproximación.
Nota: Los ejercicios relativos al Capítulo 6- Atenuadores se incluyen dentro del Práctico 3
como aplicación de la síntesis de cuadripolos. El Capítulo 7 tiene aquí sólo un carácter
teórico introductorio por lo que no se incluye ejercitación específica. La misma es objeto de
materias superiores que involucran el diseño de filtros digitales.
ARTICULACIÓN HORIZONTAL Y VERTICAL DE CONTENIDOS:

Los contenidos abordados en esta materia se basan en conceptos de las siguientes
cátedras:
Asignatura
Curso
Análisis de Circuitos I

2do
Comparte e integra elementos horizontalmente con las siguientes cátedras:
Asignatura

Curso
Electrónica Analógica I
3ro
Propagación y Radiación
3ro
Los contenidos abordados en esta materia aportan conceptos a las siguientes cátedras:
Asignatura
CONDICIONES
EVALUACIÓN:
Curso
Electrónica Analógica II
4to
Electrónica de Potencia
4to
Electrónica de Alta Frecuencia
4to
PARA
REGULARIZAR
LA
MATERIA
y
RÉGIMEN
DE
1. Tipo: Programática regular
2. Requisitos para la constancia de asignatura cursada: deberá poseer el 80 %
de asistencia y Carpeta de Trabajos Prácticos aprobada.
3. Requisitos para la aprobación: Examen final
4. Cronograma de entrega de prácticos: Los prácticos se someten a aprobación
de la cátedra en una única entrega al final del semestre
BIBLIOGRAFÍA :
Bibliografía Principal
Autor
Título
Editorial
Año Ed.
Van Valkenburg, M.E.-
John Willey and
Sons
Willey International
1960
Casell, W
Introduction to Modern Network
Synthesis
Linear Electric Circuits
Ghausi, M. Laker, K.
Modem Filter Design
Prentice-Hall,
1981
Kuo
Linear Network and Systems
McGraw-Hill
1967
1964
Bibliografía de Consulta
Autor
Título
Editorial
Año Ed.
Reza F., Seely S.
Modem Network Analysis
McGraw-Hill
1959
Antoniu, A.
Digital Filters, Analysis and Design
Prentice-Hall
1979
Brown R. & Nilsson Jr.
Introduction to Linear Network Analysis
Wiley
1962
Papoulis, A.
Sistemas
digitales
y
analógicos,
transformadas de Fourier, estimación
espectral
Digital Signal Processing
Marcombo
1986
Prentice Hall
1976
Spice: A Guide to Circuit Simulation and
Analysis Using Pspice.
Prentice Hall
1992
Peled, A., Liu, B.Tuinenga, P.W.
ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS UTILIZADAS :
Dictado de clases teóricas magistrales
Resolución de ejercicios teóricos para unidades principales (Trabajos Prácticos de
Gabinete)
RECURSOS DIDÁCTICOS UTILIZADOS :
Bibliografía recomendada, instrumentación de laboratorio
PROGRAMA COMBINADO DE EXAMEN
BOLILLA 1: 1A, 7B
BOLILLA 2: 2A, 6B
BOLILLA 3: 3A, 5B
BOLILLA 4: 4A, 5C
BOLILLA 5: 5A, 2B
BOLILLA 6: 6A, 5D
BOLILLA 7: 7A, 3B
BOLILLA 8: 1B, 4B