electronica operacional

8/12/2019 Electronica Operacional

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INSTITUTO POLITCNICO NACIONALSECRETARA ACADMICA

DIRECCIN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERA Y CIENCIASFSICO MATEMTICAS

PROGRAMA SINTTICO

CARRERA : Ingeniera en Control y Automatizacin.

ASIGNATURA: Electrnica Operacional SEMESTRE: Quinto

OBJETIVO GENERAL:El alumno verificar el comportamiento, funcionamiento y aplicacin de los amplificadoresoperacionales como inversores, comparadores, temporizadores y filtros, para el desarrollo dedispositivos de control analgico, previo a su anlisis y descripcin tanto analtica como experimental

CONTENIDO SINTTICO:I. Introduccin a los Amplificadores Operacionales.II. Amplificadores Inversores y no Inversores.III. Comparadores y Circuitos Controladores.IV. Generadores de Seal y Temporizadores Integrados.V. Amplificadores Diferenciales de Instrumentacin y de Puente.VI. Filtros Activos.

METODOLOGA:Exposiciones e intervenciones orales por parte de los alumnos, bajo la coordinacin y supervisin delprofesor.Investigacin documental por parte de los alumnos en revistas tcnicas de circulacin internacional.Integracin de equipos de trabajo para la realizacin de prcticas de laboratorio.Visitas industriales.Resolucin de ejercicios en clase coordinados por el profesor.Dinmicas grupales.

EVALUACIN Y ACREDITACIN:La calificacin de la teora ser la suma promedio de los tres exmenes departamentales, con un

valor del 40%. La participacin en clase, tareas, trabajos y actividades extra clases tendrn un valordel 10% como parte integral de la calificacin de teora . La calificacin de laboratorio ser la sumapromedio de todos los reportes tcnicos de laboratorio con un valor del 50%. La calificacin finalser la suma obtenida de la teora, laboratorio y participacin en clase, tareas, trabajos y actividadesextractases. La calificacin final ser acreditada siempre y cuando la calificacin de teora ylaboratorio sean aprobatorias.

BIBLIOGRAFA:Robert L. Boylestad, Louis Nashelsky. Electrnica: Teora de Circuitos. Sexta edicin. Prentice Hall,Mxico, 1997.Velasco Ballano. Sistemas Electrnicos de Potencia, Electrnica de Regulacin y Control dePotencia. Paraninfo, Mxico, 1999.W. Bolton, Mecatrnica Sistemas de Control Electrnico en Ingeniera Mecnica y Elctrica.

Alfaomega. Segunda Edicin, Mxico, 2001.Y.N. Bapat. Dispositivos y Circuitos Electrnicos. Mc Graw Hill, Mxico, 1982.Robert F. Coughlin, Frederick F. Driscoll. Amplificadores Operacionales y Circuitos IntegradosLineales. Prentice Hall, Mxico, 1998.Tobey, Greald, Huelsman. Operational Amplificators. Mc Graw Hill, USA, 1997.Villanucci R. Electronics Techniques: Shop Practices and Construction, Prentice Hall, USA, 1998.Smith J.I. Modern Operational Circuit Design, Edit. Jhon Wiley & Sons Inc, USA, 1973.


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DIRECCIN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERA Y CIENCIASFSICO MATEMTICAS

ESCUELA: Escuela Superior de Ingeniera

Mecnica y ElctricaCARRERA: Ingeniera en Control yAutomatizacin.OPCIN:COORDINACIN:DEPARTAMENTO: Acadmico de Ingenieraen Control y Automatizacin

ASIGNATURA: Electrnica Operacional

SEMESTRE: 5CLAVE:CRDITOS:9.0VIGENTE:Agosto 2005TIPO DE ASIGNATURA:Terico-prcticaMODALIDAD:Escolarizada

TIEMPOS ASIGNADOS

HRS./SEMANA / TEORA:3.0HRS./SEMANA / PRCTICA:3.0

HRS./SEMESTRE / TEORA: 54HRS./SEMESTRE / PRCTICA: 54

HRS./TOTALES: 108

PROGRAMA ELABORADO OACTUALIZADO:POR:Academia de Ingeniera ElectrnicaREVISADO POR:Subdireccin Acadmica

APROBADO POR: Consejo TcnicoConsultivo Escolar de la ESIME Zacatenco,M. en C. Jess Reyes Garca

AUTORIZADO POR: Comisin de Planes yProgramas de Estudio del Consejo GeneralConsultivo del IPN


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DIRECCIN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERA YCIENCIAS FSICO MATEMTICAS

ASIGNATURA: Electrnica Operacional CLAVE: HOJA: 2 DE 10

FUNDAMENTACIN DE LA ASIGNATURA

La electrnica analgica como parte esencial del desarrollo de la ciencia y la tecnologa, se haconvertido en una herramienta de apoyo en todas las ramas de la ingeniera as como en eldesarrollo tecnolgico y de investigacin. En el rea de la Ingeniera en Control y Automatizacin esnecesario identificar los dispositivos electrnicos analgicos y los amplificadores operacionales paraintegrar las acciones de control en la automatizacin.La electrnica analgica tiene su aplicacin en el comportamiento de las variables fsicas que por logeneral son analgicas, por esto es fundamental que el Ingeniero en Control y Automatizacinidentifique, emplee y disee los dispositivos analgicos modernos en los procesos industriales.

En la industria se aplican tales dispositivos en: el control automatizado, arrancadores, generadores,

reguladores y controladores de velocidad entre otros.

Los cursos que anteceden a esta asignatura son: Circuitos Lgicos, Electrnica I.

Los cursos colaterales son : Elementos Primarios de Medicin.

Los cursos consecuentes : Electrnica II , Interfases y Microcontroladores, Control de Mquinas.

OBJETIVO DE LA ASIGNATURA

El alumno verificar el comportamiento, funcionamiento y aplicacin de los amplificadoresoperacionales como inversores, comparadores, temporizadores y filtros, para el desarrollo dedispositivos de control analgico, previo a su anlisis y descripcin tanto analtica como experimental.


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ASIGNATURA: CLAVE: HOJA: DE

No. UNIDAD: NOMBRE:

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

HORASNo.TEMA

TEMAST P EC

CLAVEBIBLIOGRFICA

ESTRATEGIA DIDCTICA

Bsqueda por el alumno en diversos medios: libros, revistas cientficas, sobre los amplificadores operacionales depropsito general y sus terminales.Exposicin oral por parte del alumno.Integracin de nuevos conceptos.Empleo de material audiovisual.Prcticas de laboratorio.PROCEDIMIENTOS DE EVALUACINPrimer examen departamental que comprende las unidades I y II, con un valor del 40% de la calificacin parcial.Participacin en clase, tareas, trabajos y actividades extra clases, con un valor del 10% de la calificacin parcial.Reporte de prctica de laboratorio, con un valor del 50% de la calificacin del parcial.

Electrnica Operacional 3 10

I Introduccin a los Amplificadores Operacionales

El alumnoidentificar la estructura y disposicin de los amplificadores operacionales de propsito general.

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

Introduccin.

Amplificador operacional de propsito general.

Especificacin de un amplificador operacional.

Conexin de circuitos de amplificadores operacionales.

Terminales de los amplificadores operacionales.

Ganancia de voltaje en lazo abierto.

0.5

1.0

1.5

1.5

1.5

1.5

3.0 5.0 1B, 2B, 4C


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No. UNIDAD: NOMBRE:


HORASNo.TEMA

TEMAST P EC

CLAVEBIBLIOGRFICA

ESTRATEGIA DIDCTICAConsulta de revistas especializadas en electrnica y temas afines.Tcnicas grupales para la discusin de investigaciones del Amplificador inversor y no inversor.Realizacin de tareas y trabajos extra-clases sobre el Amplificador inversor y no inversor.Solucin de problemas en clase.Realizacin de prcticas en las cuales comprobar la validez del conocimiento aprendido.PROCEDIMIENTOS DE EVALUACINPrimer examen departamental que comprende las unidades I y II, con un valor del 40% de la calificacin parcial.Participacin en clase, tareas, trabajos y actividades extra clases, con un valor del 10% de la calificacin parcia.Reporte tcnico de las prcticas de laboratorio, con un valor del 50% de la calificacin del parcial.


II Amplificadores Inversores y no Inversores

El alumno estimar los parmetros y caractersticas de los Amplificadores Operacionales a travs de lasespecificaciones de las seales de entrada y salida.

2.1

2.2

2.3

2.4

2.5

2.6

2.7

2.8

2.9

2.10

2.11

2.12

Amplificador inversor.

Sumador inversor y mezclador de audio.

Amplificador multicanal.

Amplificador inversor de promedio.

Seguidor de voltaje.

Circuito integrador.

Circuito diferenciador.

Amplificador no inversor.

Sumador no inversor.

Amplificadores diferenciales.

Servoamplificador.

Configuraciones del control analgico de sistemas.

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

1.5

1.5

1.5

3.0

6.0

6.0 1B,2B,3B,6C,7C


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No. UNIDAD: NOMBRE:


HORASNo.TEMA TEMAS T P EC

CLAVEBIBLIOGRFICA

ESTRATEGIA DIDCTICAConsulta informativa en diversos medios: libros, revistas tcnicas de publicacin nacional e internacional, sobre los

comparadores.Discusin en clase con ejemplos ilustrativos.Resolucin de ejercicios de aplicacin.Uso de programas de simulacin por medio de computadoras.Realizacin de prcticas.Visita industrial.PROCEDIMIENTOS DE EVALUACINSegundo examen departamental que comprende las unidades IIIy IV, con un valor del 40% de la calificacinparcial.Participacin en clase, tareas, trabajos y actividades extra clases, con un valor del 10% de la calificacin parcial.Reporte de prctica de laboratorio, con un valor del 50% de la calificacin del parcial.

3.1

3.2

3.3

3.4

3.5

3.6

3.7

Efecto del ruido en los circuitos comparadores.

Retroalimentacin positiva.

Detector de cruce por cero con histresis.

Detectores de nivel de voltaje con histresis.

Controlador con dos puntos de ajuste independientes.

Comparador de precisin.

Detector de ventana.

0.5

1.0

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

4.5

4.5

5.0 2B,3B,5B,7C,8C


El alumno explicar el fenmeno de la histresis en los circuitos comparadores y los circuitos de control,previa identificacin de los niveles de voltaje de umbral superior e inferior, curvas caractersticas y grficas delos comparadores.

III Comparadores y Circuitos Controladores.


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No. UNIDAD: NOMBRE:


HORASNo.TEMA

TEMAST P EC

CLAVEBIBLIOGRFICA

ESTRATEGIA DIDCTICABsqueda bibliogrfica de nuevos conceptos.

Integracin de equipos de trabajo para discusin en clase de los nuevos conceptos.Realizacin de tareas y trabajos extra-clases sobre el temporizador 555.Resolucin de ejercicios de aplicacin de los temas vistos en clase.Realizacin de prcticas en laboratorio.Utilizacin de instrumentos y tcnicas de informacin y comunicacin: computadora.PROCEDIMIENTOS DE EVALUACINSegundo examen departamental que comprende las unidades IIIy IV, con un valor del 40% de la calificacinparcial.Participacin en clase, tareas, trabajos y actividades extra clases, con un valor del 10% de la calificacin parcial.Reporte tcnico de las prcticas de laboratorio, con un valor del 50% de la calificacin del parcial.


IV Generadores de Seal y Temporizadores Integrados

El alumno utilizar el circuito multivibrador para proporcionar seales de referencia como fuente deexcitacin para sistemas secuenciales y de control, por medio de circuitos integrados comerciales.

4.1

4.2

4.3

4.4

4.5

4.6

4.7

Operacin del temporizador 555.

Multivibrador Astable.

Multivibrador Monoestable.

Generadores de onda triangular con AMOP.

Generador de onda diente de sierra con AMOP.

Generador de funciones trigonomtricas universales conAMOP.

Contadores para temporizacin con el 555 y el XR2240.

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

4.5

6.0

6.0 2B,3B,5B, 4C,8C


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No. UNIDAD: NOMBRE:


HORASNo.TEMA

TEMAST P EC

CLAVEBIBLIOGRFICA

ESTRATEGIA DIDCTICAConsulta en diversos medios: libros, revistas cientficas, sobre los amplificadores de instrumento.Anlisis de casos.Discusin en clase con ejemplos ilustrativos.Solucin de problemas en clase.Realizacin de prcticas en el laboratorio.PROCEDIMIENTOS DE EVALUACINTercer examen departamental que comprende las unidades V y VI, con un valor del 40% de la calificacin parcial.Participacin en clase, tareas, trabajos y actividades extra clases, con un valor del 10% de la calificacin parcial.Reporte de prctica de laboratorio, con un valor del 50% de la calificacin del parcial.

V Amplificadores Diferenciales de Instrumentacin y de Puente.

El alumno construir las configuraciones tpicas de los amplificadores de instrumentacin por medio deamplificadores diferenciales, para la medicin de variables fsicas.

5.1

5.2

5.3

5.4

5.5

5.6

Amplificador diferencial bsico.

Amplificador de instrumentacin.

Deteccin y medicin mediante el amplificador deinstrumentacin.

Medicin de pequeos cambios en la resistencia.

Balanceo de un puente de sensores de deformacin.

Amplificador de puente bsico.

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

4.5

4.5

6.0 1B,3B,5B, 6C,7C



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No. UNIDAD: NOMBRE:


HORASNo.TEMA

TEMAST P EC

CLAVEBIBLIOGRFICA

ESTRATEGIA DIDCTICABsqueda de nuevos conceptos por parte del alumno.

Consulta documentada de los diferentes tipos de filtros.Resolucin de ejercicios de aplicacin de los temas.Uso de programas de simulacin por medio de computadoras.Realizacin de prcticas en el laboratorio.PROCEDIMIENTOS DE EVALUACINTercer examen departamental que comprende las unidades V y VI, con un valor del 40% de la calificacin parcial.Participacin en clase, tareas, trabajos y actividades extra clases, con un valor del 10% de la calificacin parcial.Reporte tcnico de las prcticas de laboratorio, con un valor del 50% de la calificacin del parcial.

VI Filtros Activos

El alumno analizar el funcionamiento de los diferentes tipos de filtros por medio de amplificadoresoperacionales de propsito especfico.

6.1

6.2

6.3

6.4

6.5

6.6

Filtro pasa bajas bsico.

Filtro Butterworth.

Filtro pasa banda.

Filtro de banda ancha bsico.

Filtro pasa banda de banda angosta.

Filtro de muesca.

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

4.5

4.5

4.5

3.0 2B, 3B, 6C,7C



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ASIGNATURA: ElectrnicaOperacional

CLAVE: HOJA: 9 DE 10

RELACIN DE PRCTICAS

Prctica

No.NOMBRE DE LA PRCTICA UNIDAD DURACIN

[Horas]LUGAR DE

REALIZACIN

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Identificacin del AmplificadorOperacional.

Implementacin de un mezclador deseales.

Implementacin de un control PI y PIDpara un motor.

Generadores de onda.

Detector de nivel

Oscilador astable y monoestable.

Modulador de ancho de pulso.

Medidor de deformacin.

Medidor de temperatura.

Filtros pasa bajos.

Filtro pasa bandas.

Filtro pasa altos.

I

II

II

III

III

IV

IV

V

V

VI

VI

VI

3.0

3.0

6.0

4.5

4.5

4.5

6.0

4.5

4.5

4.5

4.5

4.5

Todas lasprcticas se

realizarn en ellaboratorio deelectrnica.


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PERIODO UNIDAD PROCEDIMIENTO DE VALUACIN

CLAVE B C BIBLIOGRAFA

Primero

Segundo

Tercero.

Unidad I y II.

Unidades III y IV.

Unidades V y VI.

Primer Examen Departamental.

Segundo Examen Departamental.

Tercer Examen Departamental.

La calificacin de la teora ser la suma promedio de los tres exmenesdepartamentales, con un valor del 40%. La participacin en clase,

tareas, trabajos y actividades extra clases tendrn un valor del 10%como parte integral de la calificacin de teora. La calificacin delaboratorio ser la suma promedio de todos los reportes tcnicos delaboratorio con un valor del 50%. La calificacin final ser la sumaobtenida de la teora, laboratorio y participacin en clase, tareas,trabajos y actividades extractases. La calificacin final ser acreditadasiempre y cuando la calificacin de teora y laboratorio seanaprobatorias.

1

2

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4

5

6

7

8

X

X

X

X

X

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X

Robert L. Boylestad, Louis Nashelsky. Electrnica: Teora de Circuitos.Sexta edicin. Prentice Hall, Mxico, 1997.Velasco Ballano. Sistemas Electrnicos de Potencia, Electrnica deRegulacin y Control de Potencia. Paraninfo, Mxico, 1999.

W. Bolton, Mecatronica Sistemas de Control Electrnico en IngenieraMecnica y Elctrica. Alfaomega. Segunda Edicin, Mxico, 2001.

Y.N. Bapat. Dispositivos y Circuitos Electrnicos. Mc Graw Hill, Mxico,1982.

Robert F. Coughlin, Frederick F. Driscoll. Amplificadores Operacionalesy Circuitos Integrados Lineales. Prentice Hall, Mxico, 1998.

Tobey, Greald, Huelsman. Operational Amplificators. Mc Graw Hill,USA, 1998.

Villanucci R. Electronics Techniques: Shop Practices and Construction,Prentice Hall, USA, 1998.

Smith J.I. Modern Operational Circuit Design, Edit. Jhon Wiley & SonsInc, USA, 1973.



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PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA

1. DATOS GENERALES

ESCUELA: Escuela Superior de Ingeniera Mecnica y Elctrica

CARRERA: Ingeniera en Control y Automatizacin SEMESTRE Quinto

REA: BSICASC. INGENIERA

D. INGENIERA C. SOC. y HUM.

ACADEMIA: Ingeniera Electrnica ASIGNATURA: Electrnica Operacional

ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADMICOREQUERIDO:

Ingeniero en Control, Ingeniero Electrnico deseableespecialidad y/o maestra en el rea..

2. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA:El alumno verificar el comportamiento, funcionamiento y aplicacin de los amplificadores operacionales comoinversores, comparadores, temporizadores y filtros, para el desarrollo de dispositivos de control analgico, previoa su anlisis y descripcin tanto analtica como experimental.

3. PERFIL DOCENTE:CONOCIMIENTOS EXPERIENCIA

PROFESIONALHABILIDADES ACTITUDES

Amplificadoresoperacionales.

Manejo decomparadores ycircuitoscontroladores.

Generadores deseal.

Tempoorizadoresintegrados.

Filtros activos.

Experiencia en laaplicacin, operacin ydiseo de Electrnicaanalgica.

Facilidad decomunicacin.

Motivar al autoestudio, elrazonamiento yla investigacin.

Manejo degrupos.

Realizaranalogas ycomparacionesen forma simple.

Compromiso social. Responsabilidad. Etica. Superacin docente y

profesional. Cooperativa.

ELABOR REVIS AUTORIZ

Ing. Ivone Cecilia TorresRodrguez.

Ing. Guillermo Santilln Guevara M en C. Jess Reyes Garca

PRESIDENTE DE ACADEMIA SUBDIRECTOR ACADMICO DIRECTOR DEL PLANTEL

FECHA: Septiembre-2004

electronica operacional

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