Circuits i sistemes lineals

Temari

Tema 1. Els circuits lineals. Marc conceptual



- Àmbit d'aplicació. Definició de circuit. Circuits grans i petits.

- Elements de circuit passius i actius. Relació amb els fenòmens físics modelats.

- Circuits lineals i no lineals.

- Concepte de senyal. Tipus de senyals.

- Modelat i estudi de components i sistemes elèctrics.



Tema 2. Introducció a la dinàmica de circuits i sistemes lineals.



- Anàlisi en el domini temporal de circuits dinàmics (Sistemes d'equacions diferencials)

- Tècniques d'algebrització:

· Discretització. Simulació de circuits.

· Transformada de Laplace.

- Circuit transformat de Laplace. Conceptes d'impedància i admitància.



Tema 3. Estudi de la resposta de circuits i sistemes dinàmics



- Resposta completa del circuit.

- Respostes Zero-Input i Zero-State.

- Funció de xarxa. Relació amb la resposta impulsional. Ordre d'un circuit.

- Respostes lliure i forçada.

- Diagrama pol-zero.

- Estabilitat.

- Règims transitori i permanent de circuits estables.

- Resposta al graó de circuits de primer i segon ordre.



Tema 4. Circuits en règim permanent sinusoïdal (RPS)



- Descripció de senyals sinusoïdals. Obtenció de la resposta.

- Conceptes d'amplificació/atenuació i desfasament.

- Fasors. Diagrama fasorial.

- Circuit transformat fasorial. H(jw). Impedància i Admitància en RPS.

- Estudi de circuits amb fonts de diverses freqüències aplicades simultàniament.

- Lectura i interpretació d'oscil·logrames. Relació del desfasament amb avançament/retràs.

- Models sèrie/paral·lel d'immitàncies.

- Ressonància.



Tema 5. Resposta freqüencial de circuits i sistemes lineals



- Descripció freqüencial de senyals amb excitacions sinusoïdals de diverses freqüències. Espectres.

- Descripció freqüencial de circuits. Corbes d'amplificació i desfasament. Decibels.

- Concepte de filtre. Conceptes de banda, banda de pas, banda atenuada. Freqüència de tall. Amplada de banda. Pic de ressonància.

- Diagrames de Bode. Escales logarítmiques: conceptes de dècada i octava. Obtenció a partir dels diagrames pol/zero de H(s).

- Estudi detallat de les característiques dels filtres passa-baix, passa-alt, passa-banda, banda eliminada i passa-tot (desfasador) de primer i segon ordre. Paràmetres específics (Q...)

- Disseny de filtres passius i actius de primer i segon ordre.



Tema 6. Resposta a excitacions periòdiques no sinusoïdals



- Desenvolupament en sèrie de Fourier de senyals periòdics. Casos rellevants.

- Resposta de circuits lineals a excitacions periòdiques.

- Exemples senzills de processat del senyal des del punt de vista freqüencial.



Tema 7: Potència



- Potència instantània. Potència mitjana.

- Potència mitjana en un resistor. Valor eficaç (rms)

- Relació entre dBm i dB.

- Potència en RPS. Màxima transferència de potència. Potència màxima disponible d'un generador. Adaptació d'impedàncies. Solucions basades en xarxes LC i en transformadors.



Tema 8: Biports



- Definició de biport. Necessitat d'una caracterització paramètrica.

- Paràmetres Z, Y, T i híbrids. Models equivalents.

- Connexió de biports sèrie, paral·lel i cascada.

- Estudi dels biports carregats.



Observacions:



L'ordre proposat dels temes és orientatiu i podrà modificar-se en funció de les necessitats docents de la pròpia assignatura o d'altres que s'imparteixin en paral·lel.

Els exemples que s'utilitzen en el desenvolupament dels diferents temes inclouen dispositius com ara l'Amplificador Operacional, transistors MOS i BJT i transformadors. Els models circuitals dels mateixos així com les peculiaritats específiques que sorgeixen en l'anàlisi, es tracten just en el moment en que se necessiten i tenen per tant presencia transversal en els diferents temes de CSL.