Pla docent de l'assignatura

 

 

Tanca imatge de maquetació

 

Imprimeix

 

Dades generals

 

Nom de l'assignatura: Electrònica Aplicada

Codi de l'assignatura: 363827

Curs acadèmic: 2021-2022

Coordinació: Pedro Luis Miribel Catala

Departament: Departament d'Enginyeria Electrònica i Biomèdica

crèdits: 9

Programa únic: S

 

 

Hores estimades de dedicació

Hores totals 225

 

Activitats presencials i/o no presencials

120

 

-  Teoria

Presencial i no presencial

 

60

 

-  Pràctiques de laboratori

Presencial i no presencial

 

30

 

-  Seminari

Presencial i no presencial

 

30

Treball tutelat/dirigit

60

(Activitats indicades al Campus associades al laboratori, activitats de teoria/problemes, etc)

Aprenentatge autònom

45

(Mitjana per alumne associada a la teoria, pràctiques i seminaris)

 

 

Competències que es desenvolupen

 

   -

Capacitat d'analitzar i de sintetitzar (instrumental).

   -

Habilitat per treballar de manera autònoma (personal).

   -

Capacitat de treballar en equip o en grup multidisciplinari (personal).

   -

Capacitat de treballar en un entorn multilingüe i de comunicar i transmetre coneixements, procediments, resultats, habilitats i destreses (oral i escrita) a llengua nativa i estrangera (instrumental).

Objectius d'aprenentatge

 

Referits a coneixements

— Adquirir els fonaments teòrics necessaris per treballar amb circuits electrònics bàsics.
— Conèixer circuits més complexos orientats a l’àmbit de l’enginyeria biomèdica.
— Treballar des dels components passius més simples fins al concepte d’amplificador operacional (OPAM), a escala ideal i no ideal.
— Treballar aplicacions amb OPAM, com configuracions simples, filtres bàsics, l’amplificador diferencial i d’instrumentació, com el potenciòstat.
— Practicar paral·lelament les eines matemàtiques bàsiques necessàries orientades als circuits.
— Conèixer, des del punt de vista pràctic, el treball en un laboratori d’instrumentació (bàsic), i treballar inicialment amb els equipaments d’aquest laboratori, per anar avançant amb circuits que n’augmentaran la dificultat a mesura que avanci el curs, seguint una temàtica de projecte transversal durant el curs.

 

Referits a habilitats, destreses

— Conèixer matèries bàsiques i tecnològiques que capacitin per a l’aprenentatge de nous mètodes i tecnologies, i que proporcionin una gran versatilitat per adaptar-se a noves situacions (personal).
— Ser capaç d’utilitzar eines informàtiques de recerca de recursos bibliogràfics o d’informació relacionada amb les telecomunicacions i l’electrònica (personal).
— Ser capaç de treballar en un entorn multilingüe i de comunicar i transmetre (de manera oral i escrita) coneixements, procediments, resultats, habilitats i destreses en llengua nativa i estrangera.
— Ser capaç d’analitzar i sintetitzar (instrumental).

 

Referits a actituds, valors i normes

Tan importants són els coneixements i les habilitats com saber treballar i organitzar-se.

— Ser capaç de treballar en equip o en un grup multidisciplinari (personal).
— Ser capaç de treballar de manera autònoma (personal).
— Mantenir un comportament adequat en un entorn de treball. Compromís ètic.
— Tenir capacitat d’organització i de gestió del temps.

 

 

Blocs temàtics

 

1. Introducció a l’Electrònica a l’Enginyeria Biomèdica

*  Es dona una visió general de l’electrònica i, en particular, de l’aplicació en l’àmbit bio.

2. Introducció als fonaments de teoria de circuits

*  Voltatge, corrent, resistència, llei d’Ohm, anàlisi de circuits R bàsics. Kirchhoff

Thévenin i Norton

Capacitat. Resposta dels sistemes lineals: temps i freqüència. Fonaments molt bàsics. Resposta a pols, senyal sinus

Circuit RC bàsic. Anàlisi del circuit temporal. Introducció al concepte en freqüència. Pols. Introducció BODE. Concepte de filtres bàsics: passabaix i passaalt. Concepte d’impedància. Concepte de mòdul i fase. Impedància elèctrica

Introducció amb element inductiu. Circuit RLC

Eines matemàtiques: diferencials bàsiques RC; la seva translació a Laplace (S); concepte de funció de transferència: concepte de pol i zero

BODE; pols, zeros, logaritmes. Fonaments d’una variable complexa: aprofitar l’RC, RLC per a temes de càlcul de mòdul i fase

2.1. Sistemes lineals

2.2. Teoria de circuits

3. Introducció a la instrumentació biomèdica: amplificador operacional (OPAM) ideal i primeres no idealitats. Introducció a primeres aplicacions en Enginyeria Biomèdica.

3.1. Introducció OPAM. Concepte d’idealitat. Linealitat

3.2. Configuracions bàsiques

3.3. Primers conceptes de no idealitat. Guany del circuit obert (AOL). Impedància d’entrada i sortida. Aplicació: sensors de PH

3.4. Realimentació negativa; mode comú; CMRR; PSRR; importància de l’acoblament del soroll

3.5. Amplificador diferencial

3.6. Amplificador d’instrumentació

3.7. Aplicació del tema transversal del curs:potenciòstat (biosensors)

3.8. Aplicació: ECG. Instrumentació aplicada a la mesura del senyal. Problemàtica del mode comú (soroll); RLD

4. Introducció a la instrumentació biomèdica. Extensió de les no-idealitats dels OPAMP

*  Paràmetres bàsics no ideals: IOS, VOS, PSRR, CMRR, GBWP, fu, -3db, Rin, Ro, etc. L’OPAMP real

Saturació, slew rate,etc.

Circuits per compensar l’òfset de tensió i corrent

5. Introducció als sistemes realimentats

*  — Sistema realimentat genèric

— Cas particular de la realimentació negativa amb OPAM. Importància de la realimentació negativa en la resposta del sistema.

— Revisió del concepte Bode. Pol dominant d’una estructura. Guany i fase.

— Beneficis de la realimentació negativa. Guany en llaç tancat i ample de banda.

— Concepte de terra virtual gràcies a la realimentació negativa. (Concepte de senyal d’error)

— Introducció al concepte de sistema estable/inestable. Concepte del LOOP. Marge de fase. Oscil·ladors

6. Introducció als filtres actius

*  — Fonaments i tipologies bàsiques

— Primer ordre, segon ordre i ordre N

— Arquitectures de filtres bàsics de segon ordre.

— Cas particular de Sallen and Key

— Cas particular de Butterworth

— Altres exemples i aplicacions.

7. Estabilitat

8. Introducció a les aplicacions no lineals

*  — El comparador

— L’OPAM com a comparador. Limitacions

— Comparadors comercials

— Comparador amb histèresi

— Aplicació de la realimentació positiva: oscil·ladors

9. Bioamplificadors. Tema transversal durant el curs: instrumentació biomèdica per a ECG, etc.

*  Especial èmfasi per l’ECG en aquest tema d’introducció. RLD. Vd en funció Vcm. Altres possibilitats: electromiografia

10. Tema transversal durant el curs: Plataformes Biosensores. Blocs del sistema. instrumentació orientada a biosensors. Potenciòstats. Aplicacions

11. Altres exemples d’aplicacions d’instrumentació biomèdica

*  Entre altres, cas particular de detector d’impedància

12. Introducció de conceptes bàsics d’electrònica digital

 

 

Metodologia i activitats formatives

 

La coordinació de l’assignatura i el professorat implicat, sobre la base de les instruccions que en tot moment puguin derivar-se de les autoritats universitàries i dels manaments i ordres de les instàncies de les autoritats sanitàries, treballaran per mantenir l’activitat docent i la interacció amb l’estudiant de la millor manera possible, gràcies als recursos disponibles a la Universitat i a la pròpia experiència guanyada durant el semestre de primavera del curs 2019-2020 i el curs 20-21. Es faran servir els diferents recursos que la universitat posa a les nostres mans per facilitar l’aprenentatge i complir amb els objectius del curs

L’eina fonamental de base per a la comunicació entre l’estudiant i el professorat serà el Campus Virtual de l’assignatura.

La metodologia de l’assignatura es basa en activitats per a l’ensenyament actiu, i es basa en diferents recursos i eines per a la docència, siguin síncrons o asíncrons.

Les activitats van des de teoria, amb activitats de problemes tutoritzats, entrega de problemes, qüestionaris, simulacions de circuits, etc. i el laboratori propi, així com tutoria dins de les sessions.

Atesa la incertesa dels possibles escenaris desconeguts davant la pandèmia, aquesta docència és mixta, de modalitat presencial i no presencial.  

La docència està sota l’acció directa del professorat en les diferents activitats que es programin, que es combina amb el temps autònom de treball de l’estudiant, sigui tutoritzat o autònom.

Segons l’estat de la pandèmia, la instrucció clara que cal seguir és de mantenir la interacció amb els estudiants per a les diferents activitats en la modalitat indicada, mantenint les franges horàries establertes per l’ensenyament per a l’assignatura.

D’acord amb el nombre d’estudiants matriculats, les capacitats de l’aula i laboratori assignats, i els recursos presents a l’aula, les activitats i metodologia s’adaptaran a les necessitats presents, combinant activitats, monitorades per un professor en la franja establerta.

Per desenvolupar les competències previstes en els objectius es promou un aprenentatge actiu de l’estudiant. Es combinen les diferents activitats indicades. Les activitats són obligatòries per a tots els estudiants.

La docència es fa majoritàriament en català.

Els materials es pengen al Campus Virtual de manera progressiva. Cal estar pendent de les notificacions, anuncis, etc. que es facin conèixer via Campus Virtual. Cal preocupar-se de tenir els materials necessaris al dia per a un bon seguiment de les sessions, problemes, etc.

S’han d’entregar totes les activitats que es demanin dins dels terminis indicats pel professorat, sigui a la sessió o via Campus Virtual.

El no seguiment de l’entrega de les activitats segons les pautes marcades comporta una avaluació negativa, tant si es fa avaluació única com continuada.

Pràctica de laboratori: projecte transversal durant el curs basat en mòduls. Potentiostat Amplifier.

Cada mòdul de les pràctiques estarà dissenyat i planificat de forma específica com a fonament del projecte transversal i final de curs.

L’assistència a l’80% de les sessions  de teoria i problemes (presencials o online si fos el cas) és obligatòria. Altrament, els estudiants
no serà elegible per passar el curs. Totes les sessions de laboratori són obligatòries.

 

 

Avaluació acreditativa dels aprenentatges

 

Detall dels elements d’avaluació:

Per una banda:

— Examen de síntesi final: aquests són els exàmens de caràcter teòric i els problemes a fer a final de curs.

L’examen serà de tipus open-book, és a dir, amb apunts, sigui per via presencial si és adequat en aquell moment, o si fos el cas, es farà en línia pel Campus Virtual. S’indicaran la forma en què es portaran a terme, amb instruccions ben clares en el seu moment. No hi ha parcial.

Les tasques de laboratori són totes obligatòries.

Activitats i tasques: Per altra banda, diferents tipus d’activats a entregar via el Campus Virtual (CV) segons les indicacions dels professors, en dates i terminis clars a complir, són també elements d’avaluació, siguin en base a materials per a treball autònom, qüestionaris, entrega de problemes, etc.

Activitats lligades al laboratori (pràctiques)

— Treball al laboratori, presencial si és possible, per elaborar l’informe que s’indiqui associat segons s’indiqui en el CV.

A més a més, la part de tasques de laboratori de tipus no presencials, si fos es cas, s’orienta a tasques de simulació, anàlisi i estudi dels circuits, i activitats que s’indiquin també anunciades i a entregar via CV. Si la situació pandèmica permet fer-ho tot presencialment les tasques de simulació es portaran a terme dins de les seccions o tasques que s’indiquin, siguin al laboratori o com a treball autònom.

— S’avaluarà la possibilitat d’un examen pràctic de laboratori, presencial, si fos possible. Si la situació ho recomana, segons la situació de la pandèmia i la mateixa evolució del curs, s’avaluarà altre aproximació com prova online o distribuir el pes d’aquesta nota entre altres activitats associades al laboratori.

— Entrega d’exercicis i d’altres activitats que s’indiqui per part del professorat, a entregar via Campus Virtual (CV en els espais de tasques que s’indicaran). Si no s’entreguen seran avaluades com a zero.

Les entregues fora de termini seran penalitzades. En tot cas si hi ha alguna situació que afecti l’entrega en les terminis indicats amb temps qmés que suficient en la planificació via el Campus, cal que l’estudiant la comuniqui al professor coordinador de l’activitat en CC a Coordinació de l’assignatura per correu electrònic, que pot demanar justificació de la situació i es pendrà una determinació.

La part associada al laboratori i derivats,  té un pes global del 40 % sobre la nota total. Es farà mitja sempre i quan aquesta part tingui nota mínima de 4. Totes les activitats de laboratori són obligatòries i són presencials, siguin presencials a la facultat o online, segons sigui el cas. Si no es supera el laboratori no es pot superar l’assignatura en cap cas.

Un 35 % per a la prova de síntesi. Es farà mitja sempre i quan aquesta part tingui nota mínima de 4.

Un 25 % per a les diferents activitats.

Se supera l’assignatura si la mitjana global, amb els tres elements, és igual o superior a 5 sobre 10. Per poder fer mitjana, cal treure-hi un 4 o més del de síntesi i un 4 o més de les activitats de laboratori; en cas contrari ja no es fa mitjana, i no se supera l’assignatura.

Indicar que cal un 80% d’assistència a les sessions de teoria i seminaris, siguin presencials o online segons la situació, i recordar que totes les sessions relacionades amb el laboratori són obligatòries. Cas hi hagi alguna s tuació o afectació de l’estudiant per assistir, cal comunicar-la per part de l’estudiant el més aviat possible a coordinació de l’activitat amb CC a coordinació de l’assignatura per correu electrònic. En els casos justificats les sessions de recuperació de les activitats presencials de laboratori són orientades per a aquets supòsits, no per millores de notes o altres.

Reavaluació

Respecte a la reavaluació cap tasca de laboratori, problemes, qüestionaris, etc, és reavaluable. Només aquesta prova està pensada per als no presentats o suspensos i farà mijta amb les qualificacions que ja es tinguin. Se supera l’assignatura sempre i quan l’exàmen tingui un mínim de 4 per fer promig i el promig de tot, segons els pesos indicats, sigui un 5. Es farà el promig com en el cas anterior. Si el laboratori no s’ha superat amb el mínim de 4 no es pot fer re-avaluació i tampoc es pot fer promig o superar l’assignatura.

 

 

Avaluació única

En cas de demanar avaluació única, segons els calendaris i indicacions del cap d’estudis:

— L’estudiant haurà de fer obligatòriament totes les activitats lligades amb el laboratori.

— L’estudiant no haurà d’entregar exercicis proposats en l’avaluació continuada.

En aquest cas la nota de l’examen té un pes del 55 % i la nota associada a les tasques del laboratori és del 45 %.

Totes les activitats de laboratori són obligatòries i són presencials, siguin presencials a la facultat o online, segons sigui el cas.

Se supera l’assignatura sempre i quan l’exàmen tingui un mínim de 4 per fer promig,  i si la mitjana dels dos elements és igual o superior a 5 sobre 10 segons els pesos indicats. Si no es treu un 4 de mínim del laboratori i no s’ha superat l’examen, no es pot fer reavaluació.

Les entregues fora de termini seran penalitzades. En tot cas si hi ha alguna situació que afecti l’entrega en les terminis indicats amb temps qmés que suficient en la planificació via el Campus, cal que l’estudiant la comuniqui al professor coordinador de l’activitat en CC a Coordinació de l’assignatura per correu electrònic, que pot demanar justificació de la situació i es pendrà una determinació.

Indicar que cal un 80% d’assistència a les sessions de teoria i seminaris, siguin presencials o online segons la situació, i recordar que totes les sessions relacionades amb el laboratori són obligatòries. Cas hi hagi alguna s tuació o afectació de l’estudiant per assistir, cal comunicar-la per part de l’estudiant el més aviat possible a coordinació de l’activitat amb CC a coordinació de l’assignatura per correu electrònic. En els casos justificats les sessions de recuperació de les activitats presencials de laboratori són orientades per a aquets supòsits, no per millores de notes o altres.

Reavaluació

Respecte a la reavaluació cap tasca de laboratori és reavaluable. Només aquesta prova està pensada per als no presentats o suspensos i farà mijta amb les qualificacions que ja es tinguin del laboratori. Se supera ssignatura sempre i quan l’exàmen tingui un mínim de 4 per fer promig i el promig de tot sigui un 5.

Comportament ètic

— Qualsevol indici de còpia implica qualificar amb un zero a la persona que hagi fet la falta, i a tots els implicats en aquella falta, si fos el cas en la prova en qüestió. En cas de còpies reincidents en l’avaluació continuada, és qualificarà amb un zero, i el conjunt de l’avaluació continuada. Cas d’avaluació única o continuada, si es detecta còpia en proves de laboratori, en activitats, o en examen, es qualificarà amb un zero.

 

 

Fonts d'informació bàsica

Consulteu la disponibilitat a CERCABIB

Llibre

Microelectronic Circuits (The Oxford Series in Electrical and Computer Engineering) [Hardcover]

Adel S. Sedra (Author), Kenneth C. Smith (Author)

December 15, 2009 0195323033 978-0195323030 6

 

  Existeix versió en castellà de l’edició 5.0.

http://ub.cbuc.cat/record=b1974928~S1*cat  Enllaç

Circuitos Eléctricos y Electrónicos
Mahmood & Edminister
Páginas : 467
Editorial : McGraw-Hill
Idioma : Español
Fecha de Publicación : 01/07/2005
ISBN: 9788448145439

Principios de electrónica

Malvino, Albert Paul
Bates, David J.

Páginas : 964

Editorial : McGraw-Hill

Idioma : Español

Fecha de Publicación : 01/02/2007

ISBN: 9788448156190

Encuadernación : Rústica

Nº Volúmenes : 1

Nº Edición : 7

País de Publicación : ESPAÑA

Medical instrumentation: application and design

Webster, John G.

Editorial : John Wiley & Sons

Idioma : Inglés

Fecha de Publicación : 06/02/2009

ISBN: 9780471676003

Encuadernación : Cartoné

Nº Volúmenes : 1

Nº Edición : 4

Text electrònic

Material en el Campus Virtual. Cal seguir-lo i tenir-lo disponible durant les classes presencials.