José Figueiredo
Departamento de Física, Edifício C8,
Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa,
Campo Grande, 1749-016 Lisboa
Email: jose.figueiredo@ciencias.ulisboa.pt
Página Pessoal Horário
Gab 8.1.35 Ext. 28135 Telef. 217 500 815

Dispositivos e Sistemas Optoeletrónicos
2019-2020, 1.º Semestre
Horário

Página de CESDig/CEletro docente:
http://webpages.ciencias.ulisboa.pt/~jmfigueiredo/aulas/CESD_CE_1819.html

Informações:
Data do primeiro teste:
Data do segundo teste:

Objectivos:
A – Familiarizar os alunos com os conceitos e as técnicas de análise essenciais para a compreensão do funcionamento de circuitos eléctricos e de sistemas digitais.
B – Estudar os princípios de operação de componentes e de dispositivos electrónicos, e desenvolver capacidades de análise de circuitos electrónicos e de sistemas digitais usando métodos analíticos e ferramentas de simulação.
C – Ser capaz de projectar e montar circuitos electrónicos em placas de teste, e analisar a sua operação usando o multímetro e osciloscópio e ferramentas computacionais.
D – Criar competências de análise de circuitos eletrónicos e desenvolver atitudes de trabalho em laboratório fundamentais para posteriores cursos em Electrónica e Instrumentação.

Programa resumido
1. Elementos de Circuitos e Leis Fundamentais
2. Técnicas Sistemáticas de Análise de Circuitos
3. Princípio da sobreposição, teoremas de Thévenin e de Norton
4. Circuitos com Fontes Dependentes
5. Amplificador Operacional e Aplicações
6. Análise de Circuitos Dinâmicos (no Tempo e na Frequência)
7. Circuitos com Díodos e Aplicações
8. Representação de Informação em Sistemas Digitais
9. Funções e Portas Lógicas
10. Circuitos Combinatórios de Média Dimensão (MSI)
11. Introdução aos Circuitos Sequenciais
12. Conversores Analógico-Digitais (ADCs) e Digital-Analógicos (DACs).


Programa detalhado
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.    Técnicas Sistemáticas de Análise de Circuitos
Métodos dos nós e das malhas; análise nodal modificada. Introdução a ferramentas de Projeto (CAD): o simulador SPICE.

3.    Princípio da Sobreposição, e Teoremas de Thévenin e de Norton
Linearidade e sobreposição, Teoremas de Thévenin e de Norton.

4.    Circuitos com Fontes Dependentes
Tipos de fontes dependentes, análise de circuitos com fontes dependentes.

5.    Amplificador Operacional e Aplicações
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).

6.    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.

7.    Circuitos com 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).

8.    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.

9.    Funções e Portas Lógicas
Funções e portas lógicas; Álgebra de Boole; síntese de funções lógicas padrão; simplificação algébrica de funções lógicas; mapas de Karnaugh.

10.    Circuitos Combinatórios de Média Dimensão
Multiplexadores e codificadores; desmultiplexadores e descodificadores; conversores de código; comparadores; somadores.

11.     Introdução aos Circuitos Sequenciais
Circuitos sequenciais síncronos e assíncronos; o trinco (latch) e a báscula (flip-flop); registos de deslocamento; contadores síncronos e assíncronos.

12.    Conversores Analógico-Digitais e Digital-Analógicos
Teorema da amostragem (Nyquist). Quantificação (conceito de LSB). ADCs: contador up-down, aproximações sucessivas, dupla rampa. Circuitos de amostragem e retenção (sample & hold). DACs: com resistências ou com fontes de corrente ponderadas, R-2R.
Simulador PSPICE (PSpice 9.1 student version):
http://webpages.ciencias.ulisboa.pt/~jmfigueiredo/aulas/PSPICE_W7_ps9_1.zip

Guia
http://webpages.ciencias.ulisboa.pt/~jmfigueiredo/aulas/Introducao_PSPICE_9_1.pdf


Avaliação:
A disciplina tem a carga horário semanal de 5 horas, correspondentes a 2 aulas teóricas (T), 1 aula teórico-prática (TP), e uma aula prática de 2 horas (P).

A frequência das aulas laboratoriais é obrigatória, sendo apenas permitidas duas faltas não justificadas. Considera-se reprovado o aluno que ultrapassar o número de faltas permitidas. Nota mínima 9,5 valores. Os alunos com aproveitamento na componente laboratorial obtida nos anos letivos 20167/18, 2018/19 estão dispensados da prática. A nota da apresentação oral obtida nos anos letivos de 2017/18 e de 2018/19 é válida para o presente ano letivo.

A aprovação na UC pressupõe a classificação final mínima de 9,5 valores obtida pela média ponderada das diferentes componentes de avaliação (testes/exames, laboratório e apresentação oral de dois trabalhos). Haverá 2 teste com a duração de 1 hora, a realizar, ao final da tarde, em datas a definir. Os 2 testes terão um peso de 20% na nota final. A realização dos teste não é obrigatória. Haverá um exame final (com duas datas) obrigatório. 

A nota final da UC obtém-se considerando as seguintes componentes e respetivos pesos:
Nota do Laboratório (nota mínima = 10 valores): 20%.
Apresentação Oral (correspondente às atividades de 2 aulas práticas): 10%.
Média dos 3 Testes de uma hora tem um peso de 20%.
Nota do Exame: 50% (2 testes), 60% (1 teste) ou 70% (0 testes).

Bibliografia

- “Basic engineering circuit analysis”, J. David Irwin, R. Mark Nelms, 11.ª edição, John Wiley & Sons, Inc. 2015.

- “Logic and Computer Design Fundamentals,” M. Morris Mano, Charles R. Kime, Tom Martin, 5.ª Edição, Pearson Higher Education, Inc., 2015;

- “Electronics Fundamentals: Circuits, Devices and Applications”, Thomas L. Floyd, David L. Buchla, 8.ª Edição, Pearson Education Limited 2014.

- “Digital Fundamentals,” Thomas L Floyd,  Global Edition (11e), Pearson Education Limited, 2014;

- Slides das aulas teóricas; Guias das aulas laboratoriais.

 
Textos informativos e apontamentos:
Departamento de Física da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Campo Grande, P-1749-016 Lisboa - Edifício C8, Gabinete 8.1.35, Ext. 28135.