Novos
programas de CESD (circuitos), EAD (electrónica) e de INST
Circuitos Eléctricos e Sistemas Digitais
2º ano - 2º semestre
1. Elementos de Circuito e Leis Fundamentais
Fontes de tensão e de corrente independentes; resistências;
condensadores e indutores; Leis de Kirchhoff; associação de
componentes; modelação de geradores reais e de instrumentos
de medida.
2. Fontes Dependentes e Teoremas de Thévenin e
de Norton
Fontes dependentes e amplificadores ideais; linearidade e sobreposição.
Teoremas de Thévenin e de Norton.
3. Técnicas Sistemáticas de Análise
de Circuitos
Métodos dos nós e das malhas; análise nodal modificada.
Introdução a ferramentas de Projeto (CAD): o simulador SPICE.
4. Análise de Circuitos Dinâmicos (no Tempo
e na Frequência)
Resposta temporal de circuitos dinâmicos; circuitos em regime alternado
sinusoidal (AC): o fasor e a impedância complexa; resposta na frequência
de circuitos práticos; diagramas de Bode.
5. O Díodo e Aplicações
Física e modelos do díodo; retificadores; detetores de pico;
limitadores; multiplicadores de tensão. Díodos de Zener; reguladores
de tensão básicos com Zeners. Díodos emissores de luz
(LEDs).
6. Amplificador Operacional e Aplicações
Comuns
Modelo do amplificador operacional ideal. Noções básicas
de retroação. Aplicações práticas do amplificador
operacional: amplificadores (de tensão, de transimpedância, de
corrente e de transadmitância; integrador e diferenciador; filtros activos
de 1ª ordem). circuitos aritméticos; amplificador
de instrumentação; retificadores de precisão; amplificador
exponencial e logarítmico; limitadores; comparadores; geradores de
sinais (osciladores).
7. Representação de Informação
em Sistemas Digitais
Bases numéricas (decimal, binária, octal, hexadecimal); conversões
entre bases; representação binária de números
negativos; código de Gray; código BCD; código de 7-segmentos;
código alfanumérico.
8. Funções e Portas Lógicas
Funções e portas lógicas; Álgebra de Boole;
síntese de funções lógicas padrão; simplificação
algébrica de funções lógicas; mapas de Karnaugh.
9. Circuitos Combinatórios de Média Dimensão
(MSI)
Multiplexadores e codificadores; desmultiplexadores e descodificadores;
conversores de código; comparadores; somadores.
10. Introdução aos Circuitos Sequenciais
Circuitos sequenciais síncronos e assíncronos; o trinco (latch)
e a báscula (flip-flop); registos de deslocamento; contadores síncronos
e assíncronos.
11. Introdução ao
Projeto de Máquinas de Estado com Circuitos Sequenciais
Máquinas de estado (ME). Diagramas de transição de
estados e tabelas de transição de estados. Projeto de MEs com
circuitos digitais sequenciais síncronos.
12. Conversores Analógico-Digitais (ADCs) e Digital-Analógicos
(DACs)
Teorema da amostragem (Nyquist). Quantificação (conceito de
LSB). ADCs: contador up-down, aproximações sucessivas, dupla
rampa, flash, half-flash (ou pipelined). Circuitos
de amostragem e retenção (sample & hold). DACs: com resistências
ou com fontes de corrente ponderadas, R-2R.
Electrónica Analógica e Digital
3º ano - 1º semestre
1 - Projeto de Máquinas de Estado com Circuitos Sequenciais
Projeto de máquinas de estado com circuitos digitais sequenciais
síncronos: flip-flops do tipo D, JK e T. Diagramas de transição
de estados e tabelas de transição de estados; Codificação
One-Hot.
2 -Linguagens de Descrição de Hardware no Projeto de Sistemas
Digitais
Introdução. Projeto de sistemas digitais com linguagens de
descrição de hardware (Verilog): metodologia de projeto; modelação
de sistemas digitais; modelo estrutural e comportamental; primitivas lógicas.
Modelos de circuitos MSI (multiplexers, registos, conversores de código,
circuitos aritméticos). Implementação em FPGAs.
3 - Filtros Ativos
Introdução; Transformação de Laplace. Filtros
ativos passa-baixo. Critérios de optimização de filtros
(Aproximações de Butterworth, de Chebyshev e de Bessel). Projeto
de filtros por transformação da frequência (passa-alto,
passa-banda, rejeita-banda e passa-tudo). Implementação de filtros.
4 - Transístores Bipolares (BJTs)
Funcionamento físico e modelos de sinais fortes e fracos do BJT.
Ponto quiescente (polarização). Andares de amplificação
em emissor comum. Andares de amplificação em base e colector
comum. Amplificadores multi-andar.Resposta em frequência.
5 - Transístores de Efeito de Campo (FETs) e Aplicações
Modelos físicos de JFETs e de MOSFETs (de reforço e de depleção).
Funcionamento em sinais fortes (corte, tríodo e saturação).
Polarização. Modelos incrementais. Amplificadores básicos
(CS, CD, CG). Amplificadores multi-andar. Interruptores e resistências
variáveis realizados com FETs.
6 - Circuitos Digitais Básicos com MOSFETs
Famílias lógicas e circuitos digitais MOS. Estudo do inversor
CMOS. Características genéricas de um circuito lógico.
Inversores NMOS com cargas de reforço e de depleção.
Outras portas CMOS (NAND, NOR, XOR,...). Flip-flops, e outros circuitos digitais
em tecnologia CMOS.
7 - Amplificador Operacional Real. Outras Aplicações do Amplificador
Operacional
Amplificador operacional real. Circuitos “aritméticos” analógicos
(multiplicadores, divisores, extractores de raízes,...). Amplificador
de instrumentação; retificadores de precisão; amplificador
exponencial e logarítmico; limitadores; comparadores; geradores de
sinais (osciladores de relaxação e sinusoidais).
Instrumentação
3º ano - 2º semestre
1. Fundamentos de Instrumentação e Medida
Noção de Medida e de Instrumentação; Noções
Gerais de um Sistema de Medida; Métodos de Medida e Especificações
dos Instrumentos; Sistemas de Unidades e Padrões; Análise de
Erros.
2. Transdutores
Princípios Físicos e Critérios de Classificação;
Tipos de Transdutores: Resistivos, Capacitivos e Indutivos, Termoeléctricos,
Fotoeléctricos, Piezoeléctricos, de Estado Sólido e Digitais.
Exemplos e Aplicações;
3. Circuitos de Condicionamento e Processamento de Sinal
Pontes de Medida; Pontes de Corrente Contínua e suas Aplicações;
Ponte de Wheatstone; Pontes em Corrente Alternada e suas Aplicações;
Filtros e Amplificadores.
4. Compensação e Controlo
Diagramas de Bode de um Sistema com Retroação; Margem de Ganho
e Margem de Fase; Compensação; Controlo Liga/Desliga (On/Off);
Projeto de Controladores Lineares P, PI, PD e PID.
5. Instrumentos Electrónicos
Voltímetros, Amperímetros e Ohmímetros Analógicos;
Multímetro Digital; Funcionamento do Osciloscópio Analógico
e do Osciloscópio Digital; Tipos de Pontas de Prova; Analisadores Espectrais.
6. Instrumentos Virtuais e Sistemas Automáticos
de Medida
Conceitos Fundamentais; Introdução ao Ambiente de Desenvolvimento
LabVIEW; Introdução à Plataforma de Desenvolvimento Arduino.
7. Barramentos de Comunicação para Instrumentos
Conceitos Fundamentais; Barramentos Série (I2C, SPI, RS232,
USB, CAN, Ethernet) e Paralelo (GPIB, VME, VXI).
8. Conversores Analógico-Digital e Digital-Analógico
Aspetos Gerais da Conversão Analógico-Digital; Técnicas
de Conversão Analógico-Digital; Circuitos de Amostragem e Retenção;
Características de um Conversor Analógico-Digital; Teste de
Conversores Analógico-Digital; Aspetos Gerais da Conversão Digital-Analógico;
Técnicas de Conversão Digital-Analógico; Características
dum Conversor Digital-Analógico.
9. Malhas de Captura de Fase (PLL’s)
e Aplicações
Funcionamento da PLL em Regime Linear; Estudo dos Blocos Básicos;
Tipos de PLL; Sintetizadores de Frequência Digitais com PLL’s; Modulação
e Desmodulação em Frequência e em Fase com a PLL.
10. Tecnologia de Circuitos Integrados
Introdução; Tecnologia Metal-Óxido-Semicondutor Complementar
(CMOS); Tecnologias Atuais: Planar (2D) e FinFET (3D).
9. Ruído
Ruído Intrínseco e de Interferência; Caracterização
do Ruído; Figura de Ruído; Tipos de Ruído; Largura de
Banda do Ruído; Modelos de Ruído em Componentes Electrónicos;
Técnicas Práticas de Minimização do Ruído.
Legenda: a azul matéria nova, a vermelho matéria retirada