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Linear and Non-Linear Circuits

Centre
Faculty of Science and Technology
Degree
Double Degree in Physics and Electronic Engineering
Academic course
2023/24
Academic year
4
No. of credits
6
Languages
Spanish
Basque

TeachingToggle Navigation

Distribution of hours by type of teaching
Study typeHours of face-to-face teachingHours of non classroom-based work by the student
Lecture-based3045
Seminar57.5
Applied classroom-based groups1015
Applied computer-based groups1522.5

Teaching guideToggle Navigation

AimsToggle Navigation

1. Conectar los conocimientos previos de los alumnos en Álgebra, Cálculo, EM, Teoría de Sistemas y Electrónica General con la

moderna Teoría de CLNL tanto en análisis como en síntesis.

2. Reconocer todos los tipos de circuitos de parámetros concentrados, lineales o no; manejar con la máxima soltura las

técnicas más eficientes de planteamiento por simple inspección de sus ecuaciones MNA y, en su caso, en variables de estado.

3. Desde las bases de la síntesis y modelización de elementos de circuito, conocer y aplicar los modelos básicos de spice.

4. Conocer las estrategias más utilizadas para la obtención de la respuesta de circuitos LTI, LTV y NL a los tipos de señales más

usuales. Particularizar dichos procedimientos a los circuitos de primer orden.

5. Estudiar los circuitos dinámicos LTI, LTV y NL de segundo orden y caracterizar su comportamiento en el plano fásico; adquirir

capacidades de generalización a órdenes superiores.

6.Conocer y aplicar los teoremas generales de análisis de los circuitos resistivos generales, lineales o no, así como los métodos numéricos de simulación y su uso a través de spice.

7. Conocer y aplicar los teoremas generales de análisis de los circuitos dinámicos generales, lineales o no, así como los

métodos numéricos de simulación y su uso a través de spice.

8. Desde los fundamentos del análisis de ruido en circuitos, poder realizar simulaciones de ruido en circuitos elementales.

TemaryToggle Navigation

1- Formulación axiomática de la Teoría de Circuitos

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

2- Elementos de circuito

Conceptos generales: el circuito como sistema. Clasificación universal 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 (I)

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 PWA con entradas PWC.

5- Caracterización de señales, elementos y circuitos (II)

Circuitos LTI, LTV y NL de segundo orden. Ecuaciones de circuito: obtención de las formas estándar. Obtención de la respuesta 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- Técnicas analíticas y numéricas para circuitos resistivos

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- Técnicas analíticas y numéricas para circuitos dinámicos

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.

MethodologyToggle Navigation

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.

Assessment systemsToggle Navigation

A) La evaluación de tipo mixto y constará de :



1) Evaluación continua: 30% de la nota de la asignatura. Se realizará a través de:

* Evaluación de los ejercicios propuestos semanalmente 10%

* Evaluación de las prácticas 20%



2) Prueba final individual: 70% de la nota de la asignatura.

Consistirá en una prueba escrita que constará de cuestiones y dos o tres problemas a resolver.



La calificación final se obtendrá de la media de las calificaciones previas pero es necesario tener aprobado la evaluación continua y obtener un mínimo de 3 puntos sobre 7 en la prueba final.



B) El sistema de evaluación final se llevará a cabo de la siguiente manera:

Se realizará un examen teórico (70%) y una prueba práctica (30%) teniendo que obtener un mínimo de 35% en la primera y 15% en la segunda para conseguir el aprobado.



BibliographyToggle Navigation

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.

* 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.

In-depth bibliography

Chua L.O., NONLINEAR CIRCUITS, IEEE Trans. on Circuits and Systems, vol. CAS-31, no.1, Jan 1984
Chua L.O., DINAMIC NONLINEAR NETWORKS: State-of-the-Art, op.at, CAS-27, no.11, Nov 1980
Chua L.O., DEVICE MODELING VIA BASIC NONLINEAR CIRCUIT ELEMENTS, OP. CIT., cas-27, no.11, Nov 1980

Journals

IEEE Trans. on Circuits and Systems

Examining board of the 5th, 6th and exceptional callToggle Navigation

  • COLLANTES METOLA, JUAN MARIA
  • SAGASTABEITIA BURUAGA, IBON
  • VARONA FERNANDEZ, MARIA AMPARO

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