La asignatura "Circuitos Lineales y no Lineales" es una asignatura obligatoria de 3er curso del grado de Ingeniería Electrónica y de 4º curso del doble grado Física e Ingeniería Electrónica. Es parte del módulo "Fundamentos de Ingeniería Electrónica". Para poder cursarla se recomienda tener aprobadas las asignaturas "Electrónica" de 2º curso y "Señales y Sistemas" del primer cuatrimestre.



La Teoría de Circuitos pretende predecir cuantitativa y cualitativamente el comportamiento eléctrico de los circuitos físicos con objeto de mejorar su diseño y, en particular, reducir su coste y aumentar sus prestaciones. El curso está orientado al uso de los modelos de parámetros concentrados y sus consecuencias se aplican a campos tan amplios como medida y control, potencia, telecomunicaciones y computadores. Dado el carácter intrínsicamente no lineal de los dispositivos electrónicos, los métodos numéricos son esenciales para el análisis y el diseño de tales circuitos.

La Teoría de Circuitos pretende predecir cuantitativa y cualitativamente el comportamiento eléctrico de los circuitos físicos con objeto de mejorar su diseño y, en particular, reducir su coste y aumentar sus prestaciones. El curso está orientado al uso de los modelos de parámetros concentrados y sus consecuencias se aplican a campos tan amplios como medida y control, potencia, telecomunicaciones y computadores. Dado el carácter intrínsicamente no lineal de los dispositivos electrónicos, los métodos numéricos son esenciales para el análisis y el diseño de tales circuitos.

Programa



1- Formulación axiomática de la Teoría de Circuitos

Circuito eléctrico versus circuito físico. Axiomas. Grafo y ecuaciones de circuito. Teorema deTellegen e interpretación geométrica. Formulación de ecuaciones en el caso general: ecuaciones tableau y MNA

2- Elementos generales de circuito

Conceptos generales: el circuito como sistema. Clasificación básica de elementos y circuitos de parámetros concentrados. Elementos compuestos: acoplamiento de elementos. Teoremas. Clasificación de los circuitos y planteamiento de las ecuaciones en variables de estado.

3- Introducción a la Síntesis de Circuitos no lineales

Conceptos de análisis y síntesis. Concepto de modelo: tipos y cualidades. Modelización física y de caja negra. Ejemplos de modelización. Ejemplos: modelos de spice.

4- Caracterización de señales elementos y circuitos

Características generales y tipos de señales. Estrategias para obtener la respuesta en circuitos LTI, LTV y NL. Respuesta analítica en circuitos LTI de primer orden. Idem LTV y NL. Análisis por simple inspección de circuitos NL de primer orden de tipo PWL con entradas PWC.

5- Circuitos LTI, LTV y NL de segundo orden

Ecuaciones de circuito: obtención de las formas estándar. Obtención de la respuesta natural en el caso LTI: clasificación de los puntos de equilibrio. Caso general: ecuaciones de estado y plano fásico. Estudio de un oscilador de relajación con un dispositivo de resistencia negativa.

6- Circuitos resistivos generales

Variables y ecuaciones. Propiedades generales de los circuitos resistivos LTI y LTV. Propiedades generales de los circuitos resistivos NL. Análisis numérico de los circuitos resistivos LTI y LTV. Análisis numérico de los circuitos resistivos NL.

7- Circuitos dinámicos generales

Variables y ecuaciones. Propiedades generales de los circuitos dinámicos lineales (LTI y LTV). Propiedades generales de los circuitos dinámicos NL. Análisis numérico de circuitos dinámicos.

8- Introducción al análisis de ruido en circuitos electrónicos

Introducción. Estadística del ruido. Densidad espectral de ruido. Tipos de ruido y ancho de banda del ruido. Respuesta de circuitos LTI a señales de ruido. Simulación de ruido en circuitos electrónicos.







Bibliografía básica

* L.O. Chua, Ch. A. Desoer, Ernest S, Kuh; LINEAR AND NONLINEAR CIRCUITS, Ed. McGraw Hill, Internacional Editions, Electrical Engineering Series, 1987, ISBN -07-100685-0.



Bibliografía de profundización

* S. Franco; DISEÑO CON AMPLIFICADORES OPERACIONALES Y CIRCUITOS INTEGRADOS ANALÓGICOS, 3ª edición, Ed. McGraw Hill Interamericana, México, 2005.

* C.J. Savant, M.S. Roden, G.L. Carpenter, DISEÑO ELECTRÓNICO: CIRCUITOS Y SISTEMAS, Ed. Addisson-Wesley Iberoamericana, 1992, ISBN 0-201-62925-9. ¿está bien? ¿hay que quitarlo?

La materia se desarrolla en clases magistrales, seminarios, prácticas de aula y prácticas de ordenador.



Dos días semanales se impartirán las clases magistrales, clases de exposición de contenidos conceptuales de la materia. La tercera clase semanal será para las clases de seminario y prácticas de aula, donde se resolverán problemas que se propondrán semanalmente. Se fomentará la formulación de cuestiones y la discusión abierta sobre posibles soluciones.



Las prácticas de ordenador consistirán en simular la respuesta de varios circuitos analizados con anterioridad en prácticas de aula. Los y las estudiantes deben comparar las respuestas obtenidas analíticamente con las obtenidas mediante PSPICE.



Para facilitar y asegurar el aprendizaje del alumnado, los ejercicios se corregirán y entregarán a los y las estudiantes semanalmente.

• Continuous Assessment System
• Final Assessment System
• Tools and qualification percentages:
  • Written test to be taken (%): 60
  • Realization of Practical Work (exercises, cases or problems) (%): 30
  • Individual works (%): 10

60% Examen final escrito

20% Prácticas obligatorias

20% Evaluación continua: Trabajos individuales y en grupo, exposición oral y escrita, etc.

En la convocatoria extraordinaria se seguirán los mismos criterios de evaluación que los utilizados para las y los estudiantes que no puedan participar en la evaluación mixta y se presentan a la evaluación final.



El o la estudiante deberá realizar una práctica de laboratorio en la que se evaluará el resultado de aprendizaje de esta parte de la asignatura. Si el estudiante ha realizado y aprobado esta parte de la asignatura se mantendrá la nota obtenida y su porcentaje correspondiente.

Prueba final individual: 100% de la nota de la asignatura

Basic bibliography

* L.O. Chua, Ch. A. Desoer, Ernest S, Kuh; LINEAR AND NONLINEAR CIRCUITS, Ed. McGraw Hill, Internacional Editions, Electrical Engineering Series, 1987, ISBN -07-100685-0.

In-depth bibliography

* S. Franco; DISEÑO CON AMPLIFICADORES OPERACIONALES Y CIRCUITOS INTEGRADOS ANALÓGICOS, 3ª edición, Ed. McGraw Hill Interamericana, México, 2005.

Journals

IEEE Trans. on Circuits and Systems

Web addresses

* http://ocw.mit.edu/OcwWeb/Electrical-Engineering-and-Computer-Science/index.htm