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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR PROGRAMA SINTÉTICO UNIDAD ACADÉMICA: CARRERA: ASIGNATURA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnología Avanzadas Tronco Común (Ing. Mecatrónica, Ing. Telemática e Ing. Biónica) Electrónica II SEMESTRE: Quinto OBJETIVO GENERAL: El alumno diseñará y evaluará circuitos electrónicos analógicos, como amplificadores de pequeña señal, osciladores, mezcladores, circuitos típicos de disparo y de control de potencia. CONTENIDO SINTÉTICO: I. II. III. IV. V. Circuitos con dispositivos de cuatro capas o más. Amplificadores operacionales Retroalimentación y estabilidad Fuentes de c.d. conmutadas Circuitos electrónicos prácticos METODOLOGÍA: Búsqueda de información por parte del alumno con asesoría del profesor. Presentación conceptual del tema con solución de dudas por parte del profesor. Integración de equipos de trabajo de alumnos para la realización de prácticas de laboratorio. Consulta e interpretación de hojas del fabricante de parámetros de dispositivos electrónicos lineales. Aplicación de la electrónica lineal en la solución de problemas reales de la industria, por parte del alumno asesorado por el profesor. Uso de mapas mentales y conceptuales y de dinámica de grupos por parte del profesor en el aula. Implementación de un proyecto interdisciplinario en donde se aplicarán los conocimientos de las materias de Sistemas Neurodifusos, Circuitos Lógicos, Sensores y Actuadores y Electrónica II EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN: Tres exámenes departamentales, prácticas de laboratorio, proyecto interdisciplinario, tareas y participación del alumno en la clase. BIBLIOGRAFÍA: 1. Boylestad - Nashelsky, Electrónica: Teoría de Circuitos y Dispositivos Electrónicos, 8ª Edición, Editorial: Prentice Hall. México, 2003. ISBN: 970-26-0436-2. Págs. 675-746 805-812 2. Brown M. Practical Switching Power Design. 1ª Edición. Editorial: Academic Press. EU, 1990. ISBN: 012-13-7030-5. Págs. 1-42, 141-168, 199-233. 3. Coughlin - Driscoll, Amplificadores Lineales y Circuitos Integrados lineales. 5ª. Edición. Editorial: Prentice Hall. México, 1999. ISBN: 970-17-0267-0. Páginas 552. 4. Maloney T. Electrónica Industrial. 5ª. Edición. México, 2006. Editorial: Pearson. ISBN: 970-26-0669-1. Págs. 160-251. 5. Sedra- Smith, Circuitos Microelectronicos. 5ª Edición. Editorial Mac Graw Hill. México, 2006. ISBN: 97010-5472-5. Págs. 1083-1164. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR ESCUELA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas. CARRERA: Tronco Común de las carreras: Ing. Mecatrónica, Ing. Telemática e Ing. Biónica. OPCIÓN:. COORDINACIÓN:. Academia Básicas de Ingeniería DEPARTAMENTO: Ciencias Básicas. ASIGNATURA: Electrónica II. SEMESTRE: Quinto. CLAVE: TCELE20527 CRÉDITOS: 10 VIGENTE: Agosto 1998. TIPO DE ASIGNATURA: Teórico Práctica. MODALIDAD: EsPresencial. TIEMPOS ASIGNADOS HRS/SEMANA/TEORÍA: HRS/SEMANA/PRÁCTICA: 4.0 2.0 HRS/SEMESTRE/TEORÍA: HRS/SEMESTRE/PRÁCTICA: 60.0 30.0 HRS/TOTALES: 90.0 PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: Academia de Básicas de Ingeniería. REVISADO POR: Subdirección Académica. APROBADO POR: El Consejo Técnico Consultivo Escolar de la UPIITA. M. en C. Arodí Rafael Carvallo Domínguez. FECHA: AUTORIZADO POR: Comisión de Programas Académicos del Consejo General Consultivo del IPN. Dr. David Jaramillo Vigueras. Secretario Técnico de la Comisión de Programas Académicos. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR ASIGNATURA: Electrónica II. CLAVE: TCELE20527 HOJA: 3 DE 11 FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA Hoy en día el vertiginoso avance de la tecnología y el comercio globalizado, demandan que las empresas de bienes y/o servicios sean cada vez mas competitivas para poder afrontar con éxito el mercado de sus respectivas actividades, esto obliga a que la instituciones de educación superior, preparen al profesionista que tenga los conocimientos habilidades y destrezas que le permitan coadyuvar al desarrollo de la planta productiva nacional, mediante la aplicación de tecnologías de punta que permitan reducir costos de producción y adaptabilidad de los procesos productivos. La electrónica es un área tecnológica que es base de muchas otras áreas como aeronáutica, medicina, comunicaciones, computación, automatización, transporte y otras, por lo que en este curso de electrónica el objetivo fundamental es brindar al estudiante una preparación integral, de manera que sea capaz aportar soluciones a la problemática real que cada día se presenta en la sociedad, ya que la escuela es solo parte de un sistema que incluye el entorno. Las asignaturas antecedentes son: Metrología, Control I, Teoría de los Circuitos, Electrónica I. Las asignaturas colaterales son: Sensores y Actuadores, Circuitos Lógicos y Sistemas Neourodifusos, Comunicaciones II. Las asignaturas consecuentes son: Sistemas de Control, Telecomunicaciones, Diseño de Prótesis y Elementos Articulados, Control Numérico de Máquinas y Controles de velocidad entre otras. OBJETIVO DE LA ASIGNATURA El alumno diseñará y evaluará circuitos electrónicos analógicos, como amplificadores de pequeña señal, osciladores, mezcladores, circuitos típicos de disparo y de control de potencia. . INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR ASIGNATURA: Electrónica II. No. UNIDAD I CLAVE: TCELE20527 NOMBRE: HOJA: 4 DE 11 Circuitos con dispositivos de cuatro capas o más OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno diseñará los circuitos típicos de disparo y de control de potencia, utilizando para ello los tirestores de acuerdo con las características del problema que tenga a resolver.. HORAS No. TEMAS TEMA 1.1 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 1.1.5 1.1.6 1.1.7 CLAVE BIBLIOGRÁFICA T P 1.0 1.0 4.0 EC Dispositivos de cuatro o mas capas (tirestores). Estructuras internas y símbolos. Principio de funcionamiento, modelo matemático, eléctrico gráfico de cada uno de ellos. Parámetros, características eléctricas y su variación con la temperatura y la frecuencia, uso de los manuales del fabricante. Circuitos equivalentes. Ángulo de conducción. Circuitos de disparo y apagado de los dispositivos de cuatro o más capas. Configuraciones típicas de control de potencia. Subtotal de horas 1.0 1.0 1.0 2.0 1.0 1.0 1B, 2C, 3C, 4C, 5B, 6B y 9B 4.0 3.0 10.00 4.0 6.0 ESTRATEGIA DIDÁCTICA Presentación de los temas por parte del profesor usando pizarrón y cañón electrónico. Realización de ejercicios de análisis y diseño, en clase por el profesor con participación de los alumnos, sobre circuitos de disparo y de control de potencia; interpretación de las hojas características de los dispositivos dadas por el fabricante. Realización de prácticas de laboratorio de circuitos de control de potencia con SCR, DIAC, TRIAC, GTO, FotoTRIAC y FotoDIAC. Realización de tareas por parte del alumno relacionadas con los circuitos antes mencionados. Revisión de propuestas de proyectos interdisciplinarios, conformación de equipos de trabajo de los alumnos, asignación de los proyectos a los equipos y definición de productos a entregar para el primer período de evaluación. Estás actividades serán supervisadas por los profesores involucrados en el proyecto.. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El contenido de la unidad será evaluado junto con los temas 2.1, 2.2, 2.3, 2.4.1, 2.4.2 y 2.4.3 por medio del primer examen departamental con valor del 30 %. Realización de prácticas del diseño de circuitos de disparo y de control de potencia utilizando los dispositivos indicados en esta unidad con valor del 30 %. Avance de la primera etapa del proyecto, valor 30%. Tareas y participación en clase con valor total del 10%. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR ASIGNATURA: Electrónica I. CLAVE: TCELE20527 No. UNIDAD II HOJA: 5 DE 11 NOMBRE: Amplificadores operacionales. OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno diseñará circuitos amplificadores de voltaje, filtros activos, comparadores y convertidores de voltaje a corriente y de corriente a voltaje utilizando para ello amplificadores operacionales. No. TEMA 2.1 2.2 2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.3.5 2.3.6 2.4 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4 2.4.5 HORAS CLAVE TEMAS Características del AO ideal y real Parámetros a CD y a CA Configuraciones básicas con AO Inversores No inversores Restador Integrador y derivador Logarítmico/antilogarítmico Seguidor de voltaje Configuraciones adicionales con AO Comparador sin y con histéresis Convertidores de V-I y de I-V El amplificador de instrumentación Filtros activos: pasa bajas, pasa altas, de banda ancha, con atenuaciones de 20, 40 y 60 dB. Filtros activos pasa banda angosta, T P EC 1.0 1.0 5.0 2.0 4.0 2.0 3.0 2.0 5.0 2.0 2.0 3.0 BIBLIOGRÁFICA 13.0 2.0 1B, 2C, 4C, 5C, 6B, 8B y 9B 3.0 2.4.6 Acoplamiento de amplificadores con AO: los efectos de las impedancias de entrada y salida 2.0 Subtotal de horas 20.0 10.0 12.0 ESTRATEGIA DIDÁCTICA Presentación de los temas por parte del profesor usando pizarrón y cañón electrónico. Realización de ejercicios de análisis y diseño, en clase por el profesor con participación de los alumnos, sobre el diseño de circuitos filtro pasa altas, pasa bajas, pasa banda ancha y angosta; interpretación de las hojas características de los dispositivos dadas por el fabricante. Realización de prácticas de laboratorio utilizando como base los circuitos vistos en clase. Realización de tareas por parte del alumno relacionadas con los circuitos antes mencionados. Revisión del avance de la primera etapa del proyecto interdisciplinario. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Los temas 2.1, 2.2, 2.3, 2.4.1, 2.4.2 y 2.4.3 serán evaluados junto con la unidad 1, por medio del primer examen departamental con valor del 30 %. Los puntos 2.4.4, 2.4.5 y 2.4.6 serán evaluados en el segundo departamental junto con la unidad 3. Realización de prácticas utilizando como base los circuitos vistos en clase, valor 30 %. Avance de la primera etapa del proyecto, valor 30%. Tareas y participación en clase con valor total del 10%. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR ASIGNATURA: Electrónica II CLAVE: TCELE20527 No. UNIDAD III HOJA: 6 DE 11 NOMBRE: Retroalimentación y estabilidad. OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno aplicará los conceptos básicos de la retroalimentación y la estabilidad en circuitos electrónicos y deducirá cómo afectan a la ganancia y a las impedancias de entrada y salida.. HORAS No. TEMAS TEMA 3.1 T P CLAVE EC BIBLIOGRÁFICA Retroalimentación 1.0 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 Tipos de retroalimentación: Positiva (degenerativa) y Negativa (regenerativa) Retroalimentación negativa aplicada a amplificadores Conexiones de la retroalimentación en amplificadores operacionales: serie-serie, serie-paralelo, paralelo-paralelo, paralelo-serie Parámetros del amplificador que afectan la retroalimentación: ganancia, impedancia de entrada y de salida y ancho de banda.. Estabilidad Análisis de estabilidad del amplificador con retroalimentación La gráfica de la transmisión gazal en términos de frecuencia Margen de fase y margen de ganancia Compensación usando circuitos de adelanto y retardo de fase. 2.0 2.0 1.0 2.0 2.0 2.0 2.0 7C, 9B y 1B 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 1.0 1.0 1.0 1.0 14.0 6.0 8.0 Subtotal de horas ESTRATEGIA DIDÁCTICA Presentación de los temas por parte del profesor usando pizarrón y cañón electrónico. Realización de ejercicios de aplicación de retroalimentación positiva y negativa en clase por el profesor con participación de los alumnos. Realización de prácticas de laboratorio que comprueban los conceptos teóricos de la retroalimentación aplicada a amplificadores Realización de ejercicios de tarea relacionados con los temas antes citados. Seguimiento y revisión del avance de la 2ª. Etapa del proyecto interdisciplinario. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Esta unidad será evaluada junto con los temas 2.4.4, 2.4.5 y 2.4.6 por medio del segundo examen departamental con valor del 20 %. Ejercicios realizados en clase y extraclase con valor del 10 % . Realización de prácticas con valor del 30 %. Temas de consulta documental expuestos en forma grupal o individual un 5 %. Avance de la segunda etapa del proyecto, valor 40%. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR ASIGNATURA: Electrónica I CLAVE: TCELE20527 HOJA: 7 DE 11 NOMBRE: Fuentes de c.d. conmutadas. No. UNIDAD IV OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno analizará cada una de las etapas que conforman una fuente conmutada y deducirá las diferencias con respecto a las fuentes lineales. No. TEMA HORAS TEMAS 4.1 Principio de operación 4.2 Configuraciones básicas 4.3 Análisis del circuito de control 4.4 Integración de la fuente CLAVE BIBLIOGRÁFICA T P EC 4.0 4.0 4.0 11B y 12C 4.0 4.0 4.0 Subtotal de horas ESTRATEGIA DIDÁCTICA Presentación de los temas por parte del profesor usando pizarrón y cañón electrónico. Mediante una lluvia de ideas, coordinada por el profesor, los alumnos definirán los componentes principales de una fuente conmutada y de una fuente ideal; así mismo establecerán las diferencias existentes entre ellas, Realización de prácticas de laboratorio que comprueban los conceptos de fuentes conmutadas. Seguimiento y revisión del avance de la 2ª. Etapa del proyecto interdisciplinario. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Esta unidad junto con la unidad 5 será evaluada por medio del tercer examen departamental con valor del 20 %. Ejercicios realizados en clase y extraclase con valor del 10 % . Realización de prácticas con valor del 30 %. Avance de la segunda etapa del proyecto, valor 40%. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR ASIGNATURA: Electrónica II CLAVE: TCELE20527 No. UNIDAD V HOJA: 8 DE 11 NOMBRE: Circuitos electrónicos prácticos. OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno aplicará los conocimientos adquidridos integrándolos en diferentes circuitos electrónicos como osciladores, mezcladores, generadores y controles automáticos de ganancia. HORAS No. TEMAS TEMA 5.1 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.1.4 CLAVE BIBLIOGRÁFICA T P EC 4.0 2.0 2.0 4.0 2.0 2.0 1.0 1.0 1.0 2.0 Circuitos prácticos de funciones específicas Osciladores: Tipo Colpilts, Hartley, con cristal de cuarzo Mezcladores Generadores de base de tiempo Circuitos de control automático de: ganancia (CAG) y de frecuencia (CAF) 2.0 10B, 1B y 7B Subtotal de horas 12.0 6.0 5.0 ESTRATEGIA DIDÁCTICA Presentación de los temas por parte del profesor usando pizarrón y cañón electrónico. Realización de ejercicios de aplicación de osciladores, mezcladores generadores de base de tiempo y circuitos de control automático de ganancia por parte de los alumnos con supervisión del profesor. Realización de prácticas de laboratorio que comprueban la aplicación de los circuitos antes mencionados. Tareas extractase que permitan al alumno poner en práctica lo visto en clase. Seguimiento y revisión del avance de la 3ª. etapa del proyecto interdisciplinario. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Esta unidad será evaluada junto con la unidad 4 por medio del examen departamental con valor del 20 %. Ejercicios realizados en clase y extraclase con valor del 10 % . Realización de prácticas con valor del 30 %. Avance de la segunda etapa del proyecto, valor 40%. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR ASIGNATURA: Electronica II HOJA:9 DE 11 CLAVE: TCELE20527 RELACIÓN DE PRÁCTICAS PRACT. No. UNIDAD DURACIÓN Control de potencia con dispositivos TRIACs y DIACs I 2 2 Circuitos de aplicación con Fotodiac y Fototriac I 2 3 Características reales del amplificador operacional II 2 4 Configuraciones básicas con amplificadores operacionales II 2 5 Comparadores sin y con histéresis II 2 6 Filtros activos II 2 7 Amplificador de instrumentación II 2 8 Diseño de un amplificador con retroalimentación III 4 9 Evaluación de la estabilidad de un amplificador con retroalimentación IV 2 Evaluación de parámetros de fuentes conmutadas y lineales IV 4 1 10 NOMBRE DE LA PRÁCTICA 11 Osciladores V 2 12 Mezcladores V 2 13 Circuitos de control automático V 2 LUGAR DE REALIZACIÓN Las prácticas se realizarán en los Laboratorios de Electrónica de la U.P.I.I.T.A. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR ASIGNATURA: Electrónica II PERÍODO UNIDAD 1 y 2.1, 2.2, 2.3, 2.4.1, 2.4.2 y 2.4.3 2 2.4.4, 2.4.5 y 2.4.6 y 3 3 4y5 B C X 2 X 3 4 X X 5 X 6 X X 7 8 X 9 X X 10 X 11 12 X HOJA: 10 DE 11 PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN 1 CLAVE 1 CLAVE: TCELE20527 La primera evaluación constará de los siguientes porcentajes: 30% Examen departamental 30% Prácticas de laboratorio 30% Proyecto interdisciplinario. 10% Tareas. La primera evaluación constará de los siguientes porcentajes: 20% Examen departamental 30% Prácticas de laboratorio 40% Proyecto interdisciplinario. 10% Tareas. La primera evaluación constará de los siguientes porcentajes: 20% Examen departamental 30% Prácticas de laboratorio 40% Proyecto interdisciplinario. 10% Tareas. BIBLIOGRAFÍA Boylestad - Nashelsky, Electrónica: Teoría de Circuitos y Dispositivos Electrónicos, 8ª Edición, Editorial: Prentice Hall. México, 2003. ISBN: 970-26-0436-2. Págs. 675-746 805-851 Savant - Roden - Carpenter, Diseño Electrónico: Circuitos y Sistemas, 3ª Edición, Ed. Prentice Hall, 2000, ISBN: 978-968444-366-2. Págs. 750 Malvino, Albert Paul, Principios de Electrónica, 6ª Edición, Ed. Mc. Graw-Hill, 2000. ISBN: 9788448156190. Págs. 960. Manuales del fabricante Maloney T. Electrónica Industrial. 5ª. Edición. México, 2006. Editorial: Pearson. ISBN: 970-26-0669-1. Págs. 160-251. Manual de Prácticas de Laboratorio, Academia de Básicas de Ingeniería, UPIITA 1998 Sedra- Smith, Circuitos Microelectronicos. 5ª Edición. Editorial Mac Graw Hill. México, 2006. ISBN: 970-10-5472-5. Págs. 1083-1164. Coughlin - Driscoll, Amplificadores Lineales y Circuitos Integrados lineales. 5ª. Edición. Editorial: Prentice Hall. México, 1999. ISBN: 970-17-0267-0. Páginas 552. Floyd, Dispositivos Electrónicos, 8ª Edición, Ed. Prentice Hall, 2008. ISBN: 9789702609674. Págs. 968 Tomasi, Circuitos de Comunicaciones Electronicas, Ed. Prentice Hall. 4a edición, 2003. ISBN: 970-26-0316-1 . Págs. 27-165 Brown M. Practical Switching Power Design. 1ª Edición. Editorial: Academic Press. EU, 1990. ISBN: 012-13-7030-5. Págs. 1-42, 141-168, 199-233. National Semiconductor, Diseño de Fuentes Conmutadas INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA 1. DATOS GENERALES ESCUELA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas Tronco Común (Ing. Mecatrónica, Ing. Telemática e Ing. Biónica) CARRERA: ÁREA: C. BÁSICAS ACADEMIA: SEMESTRE C. INGENIERÍA Básicas de Ingeniería Quinto D. INGENIERÍA ASIGNATURA: ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO: C. SOC. y HUM. Electrónica II. Ing. y/o Maestría de Carreras relacionadas con Electrónica. 2.- OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA: El alumno diseñará y evaluará circuitos electrónicos analógicos, como amplificadores de pequeña señal, osciladores, mezcladores, circuitos típicos de disparo y de control de potencia. . 3.- PERFIL DOCENTE: CONOCIMIENTOS Calculo diferencial e integral superior, transformada de Fourier y Laplace, Variable compleja, Electrónica I, Metrología, Control y computación. EXPERIENCIA PROFESIONAL Dos años de experiencia mínima profesional en el área de Ingeniería en Electrónica. HABILIDADES Dominio de la asignatura. Manejo de grupos. Comunicación. Capacidad de análisis y síntesis. Manejo de materiales Didácticos. Equipos de prueba y cómputo. Organización. Creatividad ACTITUDES Vocación por la docencia. Honestidad. Ejercicio de la crítica fundamentada. Respeto. Tolerancia. Ética. Espíritu de colaboración. Superación docente y profesional. Solidaridad. Compromiso social. Puntualidad. ELABORÓ REVISÓ AUTORIZÓ PRESIDENTE DE LA ACADEMIA Dr. Luis Martín Resendiz Mendoza Ing. Manuel H. Sánchez Domínguez M. en C. Mirna Salmerón Guzmán Dr. Víctor Cabrera Arenas. SUBDIRECTOR ACADÉMICO M.C. Saúl Alfredo Puga Manjarrez DIRECTOR M. en C. Arodí Rafael Carvallo Domínguez FECHA: 6 de enero 2009