-CEEIBS- 2016 Clase 3 Principios básicos de electrónica
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Curso de Electricidad, Electrónica e Instrumentación Biomédica con Seguridad -CEEIBS- 2016 Clase 3 Principios básicos de electrónica Franco Simini, Martıın Arregui. Núcleo de ingenierııa biomédica, Facultades de Medicina e Ingenierııa - Hospital de Clıınicas piso 15 sala 2 12 de abril de 2016 Clase 3 – Principios básicos de electrónica Contenido de la clase Conceptos básicos ● Señales ● Componentes electrónicas ● Amplificadores ● Fourier ● Filtros ● Clase 3 – Principios básicos de electrónica Conceptos básicos Clase 3 – Principios básicos de electrónica Conceptos básicos ● Electrónica: E s u n a r a m a d e l a f ıı s i c a y l a i n g e n i e r ıı a q u e e s t u d i a sistemas cuyo funcionamiento se basa en la conducción y control de corriente eléctrica. ● Circuito electrónico: Red eléctrica que combina componentes electrónicas con el fin de conducir y controlar la corriente eléctrica para un determinado propósito p a r t i c u l a r. Clase 3 – Principios básicos de electrónica Conceptos básicos ● Alimentación: E s l a p a r t e q u e d a e n e r g ıı a a l c i r c u i t o . Ej: Fuente de tensión alterna. ● Señal: Cualquier tipo de magnitud expresada en función del tiempo. E j : L a a l t u r a d e u n n i ñ o a l o l a r g o d e l o s d ıı a s . Circuitos eléctricos trabajan señales de tipo eléctricas. Ej: señales de tensión. Clase 3 – Principios básicos de electrónica Señales Clase 3 – Principios básicos de electrónica Señales -Características● Amplitud: Es el valor máximo que alcanza una señal. Ej: Señal que tiene una amplitud de 2V quiere decir q u e s u v a l o r m á x i m o e s 2 V. ● Frecuencia: Si una señal es periódica, llamamos frecuencia a la cantidad de veces que se repite la misma forma en un segundo. Ej: Señal de tensión sinusoidal de 50 Hz, es un v o l t a j e q u e v a r ıı a s i n u s o i d a l m e n t e y q u e s e r e p i t e 5 0 veces por segundo. Clase 3 – Principios básicos de electrónica Señales ● Amplificación: Es aumentar la amplitud de una señal. ● Ruido eléctrico: Es toda señal eléctrica no deseada que se superpone a las señales de interés. Ej: ruido de 50 Hz en un registro de EEG. ● Relación señal a ruido (SNR: Signal to Noise Ratio): Es un parámetro que representa que tan afectada por el ruido eléctrico se encuentra una señal (cuan pura es la señal). Clase 3 – Principios básicos de electrónica Señales ● Ancho de banda: Es el rango de frecuencias en el que se encuentra la mayor parte de la potencia de la señal. Se mide en Hz. Esto es aplicable en el caso de tener una señal formada por la superposición de varias señales de frecuencias distintas. Clase 3 – Principios básicos de electrónica Componentes electrónicas Clase 3 – Principios básicos de electrónica Componentes electrónicas ● ● Diodo: Componente que permite el pasaje de la corriente en un sentido pero no en el otro. LED (Light Emitting Diode): Es un diodo pero que emite luz con el paso de la corriente.por la superposición de varias señales de frecuencias distintas. Clase 3 – Principios básicos de electrónica Componentes electrónicas Tr a n s i s t o r : Permite “regular” la cantidad de electrones que p a s a n a t r a v é s d e s ıı ; c o m o una canilla permite pasar mas o menos cantidad de agua al girarla. ● Circuito integrado (CI): Circuito formado por varios tipos de componentes (resistencias, condensadores, transistores, diodos, etc.) metidos todos en una única pastilla de silicio. ● Clase 3 – Principios básicos de electrónica Componentes electrónicas LED Clase 3 – Principios básicos de electrónica Componentes electrónicas Transistores Clase 3 – Principios básicos de electrónica Componentes electrónicas Termistores Clase 3 – Principios básicos de electrónica Componentes electrónicas Galgas extensiométricas Clase 3 – Principios básicos de electrónica Componentes electrónicas Fotocélulas Clase 3 – Principios básicos de electrónica Componentes electrónicas Transmisores y receptores IR Clase 3 – Principios básicos de electrónica Componentes electrónicas Transmisores y receptores US Clase 3 – Principios básicos de electrónica Componentes electrónicas Acelerómetro Clase 3 – Principios básicos de electrónica Componentes electrónicas Muchos mas Clase 3 – Principios básicos de electrónica Amplificadores Clase 3 – Principios básicos de electrónica Amplificadores • Pueden estar conformados de diversas maneras. • Una de las mas sencillas es en base a un transitor. • El principio se basa en utilizar como señal de control (Base) del transistor, la señal a ser amplificada. Luego , por las otras terminales del transistor (Emisor y Colector), se obtiene la señal amplificada. Clase 3 – Principios básicos de electrónica Amplificadores • Caracterıısticas destacadas: • Ganancia: Factor de amplificación. • Ancho de banda: Rango de frecuencias en que amplifica con la ganancia especificada. • Teniendo en cuenta las caracterıısticas de las señales a amplificar, se utiliza un amplificador con ganancia y ancho de banda que mejor se adecue a las necesidades. Clase 3 – Principios básicos de electrónica Fourier Clase 3 – Principios básicos de electrónica Serie de Fourier Toda señal puede ser expresada como la suma de muchas señales de una única frecuencia, con diferentes amplitudes, frecuencias y fases Clase 3 – Principios básicos de electrónica Serie de Fourier A la gráfica de los coeficientes de Fourier a n y b n se le llama espectro de la señal ó ”señal en frecuencia ”. Clase 3 – Principios básicos de electrónica Filtros Clase 3 – Principios básicos de electrónica Filtros • Filtro analógicos: Es un circuito eléctrico diseñado para eliminar señales cuya frecuencia esta por fuera de un determinado rango/s de frecuencias. • Filtro digital: Es un procesamiento numérico, realizado en software sobre muestras de una señal, diseñado eliminar señales cuya frecuencia esta por fuera de un determinado rango/s de frecuencias. Clase 3 – Principios básicos de electrónica Filtros • Tipos de filtros: • Pasa bajo: Deja pasar las bajas frecuencias. • Pasa alto: Deja pasar las altas frecuencias. • Pasa banda: Deja pasar una banda frecuencias. • Suprime banda: Elimina una banda de frecuencias. Clase 3 – Principios básicos de electrónica Impedancia • Concepto para generalizar la Ley de Ohm a componentes capacitivas e inductivas. Se utiliza comúnmente la letra Z Ley de Ohm: V = ZxI • Resistencias Z = R • Capacitores Z = 1/jWC • Inductancias Z = jWL W es la frecuencia de la señal y j la unidad compleja imaginaria. Clase 3 – Principios básicos de electrónica Filtros • Filtro pasa bajo: • Filtro pasa alto: • Otros tipos de filtros pueden ser realizados con combinaciones de filtros pasa bajo y pasa alto. Clase 3 – Principios básicos de electrónica ¿Preguntas?
