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Curso de Electricidad, Electrónica e Instrumentación Biomédica con Seguridad
-CEEIBS- 2017
Clase 3
Principios básicos de electrónica
Franco Simini, Martını Arregui, Nicolás Alfaro.
Núcleo de ingenierıaı biomédica, Facultades de
Medicina e Ingenierıaı
- Hospital de Clınicas
ı
piso 15 sala 2 18 de abril de 2017
Clase 3 – Principios básicos de electrónica
Contenido de la clase
Conceptos básicos
● Señales
● Componentes electrónicas
● Amplificadores
● Fourier
● Filtros
●
Clase 3 – Principios básicos de electrónica
Conceptos básicos
●
Electrónica:
E s u n a r a m a d e l a f ı sı i c a y l a i n g e n i e r ı a
ı que estudia
sistemas cuyo funcionamiento se basa en la
conducción y control de corriente eléctrica.
●
Circuito electrónico:
Red eléctrica que combina componentes
electrónicas con el fin de conducir y controlar la
corriente eléctrica para un determinado propósito
p a r t i c u l a r.
Clase 3 – Principios básicos de electrónica
Conceptos básicos
●
Alimentación:
Es la parte que da energ ıa
ı al circuito.
Ej: Fuente de tensión alterna.
●
Señal:
Cualquier tipo de magnitud expresada en función
del tiempo.
E j : L a a l t u r a d e u n n i ñ o a l o l a r g o d e l o s d ıa
ı s.
Circuitos eléctricos trabajan señales de tipo
eléctricas.
Ej: señales de tensión.
Clase 3 – Principios básicos de electrónica
Señales
-Características●
Amplitud:
Es el valor máximo que alcanza una señal.
Ej: Señal que tiene una amplitud de 2V quiere decir
q u e s u v a l o r m á x i m o e s 2 V.
●
Frecuencia:
Si una señal es periódica, llamamos frecuencia a la
cantidad de veces que se repite la misma forma en
un segundo.
Ej: Señal de tensión sinusoidal de 50 Hz, es un
v o l t a j e q u e v a r ı ıa s i n u s o i d a l m e n t e y q u e s e r e p i t e 5 0
veces por segundo.
Clase 3 – Principios básicos de electrónica
Señales
●
Amplificación:
Es aumentar la amplitud de una señal.
●
Ruido eléctrico:
Es toda señal eléctrica no deseada que se
superpone a las señales de interés.
Ej: ruido de 50 Hz en un registro de EEG.
●
Relación señal a ruido (SNR: Signal to Noise
Ratio):
Es un parámetro que representa que tan afectada
por el ruido eléctrico se encuentra una señal (cuan
pura es la señal).
Clase 3 – Principios básicos de electrónica
Señales
●
Ancho de banda:
Es el rango de frecuencias en el que se encuentra
la mayor parte de la potencia de la señal. Se mide
en Hz.
Esto es aplicable en el caso de tener una señal
formada por la superposición de varias señales de
frecuencias distintas.
Clase 3 – Principios básicos de electrónica
Componentes electrónicas
●
●
Diodo:
Componente que permite el
pasaje de la corriente en un
sentido pero no en el otro.
LED (Light Emitting Diode):
Es un diodo pero que emite
luz con el paso de la
corriente.por la
superposición de varias
señales de frecuencias
distintas.
Clase 3 – Principios básicos de electrónica
Componentes electrónicas
Tr a n s i s t o r :
Permite “regular”
la cantidad de electrones que
p a s a n a t r a v é s d e s ı ;ı c o m o
una canilla permite pasar mas
o menos cantidad de agua al
girarla.
●
Circuito integrado (CI):
Circuito formado por varios
tipos de componentes
(resistencias, condensadores,
transistores, diodos, etc.)
metidos todos en una única
pastilla de silicio.
●
Clase 3 – Principios básicos de electrónica
Componentes electrónicas
LED
Clase 3 – Principios básicos de electrónica
Componentes electrónicas
Transistores
Clase 3 – Principios básicos de electrónica
Componentes electrónicas
Termistores
Clase 3 – Principios básicos de electrónica
Componentes electrónicas
Galgas extensiométricas
Clase 3 – Principios básicos de electrónica
Componentes electrónicas
Fotocélulas
Clase 3 – Principios básicos de electrónica
Componentes electrónicas
Transmisores y receptores IR
Clase 3 – Principios básicos de electrónica
Componentes electrónicas
Transmisores y receptores US
Clase 3 – Principios básicos de electrónica
Componentes electrónicas
Acelerómetro
Clase 3 – Principios básicos de electrónica
Componentes electrónicas
Muchos mas
Clase 3 – Principios básicos de electrónica
Amplificadores
• Pueden estar conformados de diversas maneras.
• Una de las mas sencillas es en base a un transitor.
• El principio se basa en utilizar como señal de control (Base) del
transistor, la señal a ser amplificada. Luego , por las otras
terminales del transistor (Emisor y Colector), se obtiene la
señal amplificada.
Clase 3 – Principios básicos de electrónica
Amplificadores
• Caracterısticas
ı
destacadas:
• Ganancia: Factor de amplificación.
• Ancho de banda: Rango de frecuencias en que amplifica con
la ganancia especificada.
• Teniendo en cuenta las caracterısticas
ı
de las señales a amplificar,
se utiliza un amplificador con ganancia y ancho de banda que
mejor se adecue a las necesidades.
Clase 3 – Principios básicos de electrónica
Serie de Fourier
Toda señal puede ser expresada como la suma de muchas señales de una única
frecuencia, con diferentes amplitudes, frecuencias y fases
Clase 3 – Principios básicos de electrónica
Serie de Fourier
A la gráfica de los coeficientes de Fourier a n y b n se le llama espectro
de la señal ó ”señal en frecuencia ”.
Clase 3 – Principios básicos de electrónica
Filtros
• Filtro analógicos:
Es un circuito eléctrico diseñado para eliminar señales cuya
frecuencia esta por fuera de un determinado rango/s de frecuencias.
• Filtro digital:
Es un procesamiento numérico, realizado en software sobre muestras
de una señal, diseñado eliminar señales cuya frecuencia esta por
fuera de un determinado rango/s de frecuencias.
Clase 3 – Principios básicos de electrónica
Filtros
• Tipos de filtros:
• Pasa bajo: Deja pasar las bajas frecuencias.
• Pasa alto: Deja pasar las altas frecuencias.
• Pasa banda: Deja pasar una banda frecuencias.
• Suprime banda: Elimina una banda de frecuencias.
Clase 3 – Principios básicos de electrónica
Impedancia
• Concepto para generalizar la Ley de Ohm a componentes
capacitivas e inductivas.
Se utiliza comúnmente la letra Z
Ley de Ohm: V = ZxI
• Resistencias Z = R
• Capacitores Z = 1/jWC
• Inductancias Z = jWL
W es la frecuencia de la señal y j la unidad compleja imaginaria.
Clase 3 – Principios básicos de electrónica
Filtros
• Filtro pasa bajo:
• Filtro pasa alto:
• Otros tipos de filtros pueden ser realizados con combinaciones de
filtros pasa bajo y pasa alto.
Clase 3 – Principios básicos de electrónica
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