Sistemas Electronicos Analogicos -Un Enfoque Matricial

Sistemas Electrónicos Analógicos  Un Enfoque Matricial Luis Enrique Avendano Reseña La cada vez mayor aplicación de los computadores en la ciencia y la tecnología, así como la disponibilidad de herramientas más poderosas para el análisis y el diseño, ha hecho posible realizar procesos complicados en todos los campos del conocimiento. En particular han permitido el procesamiento de datos de diferentes áreas de la ingeniería, empleando analogías con redes eléctricas y electrónicas; de modo que el estudiante o investigador pueda visualizar claramente las propiedades y características del sistema de interés.

En SISTEMAS ELECTRÓNICOS ANALÓGICOS, el autor L. E. Avendaño, cubre los procesos electrónicos análogos desde un punto de vista moderno y riguroso; utilizando herramientas matemáticas que permiten el desarrollo de algoritmos conducentes a la implementación computacional de los problemas que surgen en los sistemas lineales, así como en algunos problemas no lineales. Para ello aprovecha recursos del álgebra lineal y de la teoría de control, los cuales conducen naturalmente a ambientes de software tales como Matlab para la simulación del proceso que se trate y a la realización con redes electrónicas de los modelos matemáticos resultantes.

INDICE

Multipolos Interconexión de cuadripolos El Amplificador Operacional Sensibilidad Realimentación Osciladores Lineales Osciladores no sinusoidales Descripción Matricial de Redes Filtros Activos Realización de Filtros Activos Amplificadores de Transconductancia Aplicaciones Cuasi Lineales Aplicaciones no Lineales Redes Generalizadas

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INDICE GENERAL

Multipolos. Redes de r terminales. Parámetros de los cuadripolos. Parámetros de impedancia en circuito abierto. Parámetros de admitancia en corto circuito. Parámetros a de transmisión. Parámetros b de transmisión. Parámetros h híbridos. Parámetros g híbridos. Interconexión de cuadripolos. Conexión serie—serie. Conexión paralelo—paralelo. Conexión en cascada. Conexión serie—paralelo. Conexión paralelo—serie. El Amplificador Operacional. Conceptos básicos sobre los amplificadores. Amplificador como parte de una red. Características de los AOs. Parámetros en lazo abierto. Características principales de operación. Selección del AO Adecuado. El AO de propósito general bipolar. Amplificadores operacionales BiFET. Amplificadores operacionales LinCMOS. Redes con AOs. Red general con AOs. Convertidores de impedancia negativa. Fuente de corriente regulada. Integrador de Miller. Realización de funciones lineales. Sistema de ecuaciones algebraicas. Ecuaciones diferenciales lineales. Sensibilidad. Relaciones de sensibilidad relativa. Propiedades de la sensibilidad relativa. Función de sensibilidad. Definición de función de sensibilidad. Sensibilidad de los coeficientes de una función. Dependencia bilineal. Forma de la sensibilidad de los coeficientes. Relación entre función de sensibilidad y sensibilidad de los coeficientes. Sensibilidades de Q y ?n. Caso de segundo orden. Caso de tercer orden. Sensibilidad parásita. Elementos parásitos. Sensibilidad para elementos parásitos. Sensibilidad parásita de un amplificador operacional. Sensibilidad multiparamétrica. Realimentación. Definiciones básicas. Realimentación negativa Efectos. Sensibilidad. Ruido. Distorsión. Estabilidad. Estabilidad interna. Sensibilidad y sensibilidad complementaria. Ancho de banda. Conexiones generales de realimentación. Realimentación serie—serie. Realimentación en paralelo—paralelo. Realimentación en serie—paralelo. Realimentación en paralelo—serie. Configuraciones prácticas. Realimentación serie—serie. Realimentación paralelo—paralelo. Realimentación serie—paralelo. Realimentación paralelo—serie. Resumen. Osciladores Lineales. Osciladores sinusoidales. Oscilador de desfasamiento. Oscilador en puente de Wien. Osciladores sintonizados. Osciladores de Colpitts y Hartley. Osciladores controlados por cristal. Estabilidad de los osciladores. Osciladores no sinusoidales. Comparadores. Comparadores de umbral. Disparador Schmitt. Generador de ondas cuadradas. Generador de pulsos. Generador de ondas triangulares. Generador de ondas en diente de sierra. Generador controlado por voltaje (VCO). El temporizador 555. Operación en modo astable. Operación en modo monoestable. Generador de rampa. Lazos de enganche por fase (PLL). PLL en la condición de enganche. El filtro de lazo. Descripción Matricial de Redes. La matriz indefinida de admitancias. Propiedades de la matriz indefinida de admitancias. La matriz definida de admitancias. Reducción de multipolos. Funciones de red de un multipolo. La MIA de redes con elementos activos. Transistores. Fuentes controladas. El amplificador operacional. Circuitos con AOs. Amplificador operacional con ganancia finita. Amplificador operacional con ganancia infinita. Amplificador operacional con entrada en modo diferencial. Método de Vlach. Fuentes aterrizadas. Fuentes flotantes. Filtros Activos. Aproximación a la magnitud. Condiciones para |H(j?)|. Cálculo de factorizaciones espectrales. Función de magnitud máxima plana. Funciones de Butterworth. Propiedades de las funciones de Butterworth. Localización de polos. Determinación del orden. Funciones de Chebyshev. Polinomios de Chebyshev. Propiedades de las funciones de Chebyshev. Localización de polos. Determinación del orden. Función inversa de Chebyshev. Función de magnitud inversa de Chebyshev. Orden de las funciones inversas de Chebyshev. Propiedades de una función inversa de Chebyshev. La característica elíptica. Funciones racionales de Chebyshev. Funciones elípticas de red. Localización de polos y ceros. Aproximación de fase lineal. Transformaciones en la respuesta de los filtros. Transformación de pasa bajas a pasa altas. Transformación de pasa bajas a pasa banda. Aproximación por computador. Filtro tipo Butterworth. Filtro Chebyshev tipo I (directo). Filtro Chebyshev tipo II (inverso). Filtro elíptico (Cauer). Filtro tipo Bessel. Limitaciones. Transformaciones. Realización de Filtros Activos. Realizaciones en cascada y directa. El amplificador VCVS. Análisis de redes con VCVS. Filtros en configuración Sallen—Key. Función general pasa—bajas. Realización de un filtro pasa-bajas con un solo amplificador. Realización de un filtro pasa—altas con un solo amplificador. Realización de un filtro pasa—banda con un solo amplificador. Filtros en configuración Rouch. Filtro pasa bajas con AO de ganancia infinita. Filtro de paso alto con AO de ganancia infinita. Filtro pasa banda con AO de ganancia infinita. Síntesis de filtros por variables de estado. Implementaciones en paralelo. Amplificadores de Transconductancia. Modelo del OTA. Circuitos básicos con OTAs. Amplificador de voltaje básico. Bloques de construcción con OTAs. Estructuras de lazo para integrador doble. Circuitos ecualizadores. Filtros OTA en variables de estado. Conclusiones. Aplicaciones Cuasi Lineales. Circuitos no lineales. Rectificadores. Rectificador demedia onda. Rectificador de onda completa. Limitadores. Generación de funciones no lineales. Circuito multiplicador. Generador de escalera con circuito de efecto bootstrap. Funciones especiales. Amplificador logarítmico. Amplificador exponencial. Cálculo de funciones de potencia utilizando logaritmos. Aplicaciones no Lineales. Multiplicadores analógicos. Tipos de multiplicadores. Multiplicadores con redes de función logarítmica. Multiplicadores de dos cuadrantes con OTA. El par acoplado por emisor como multiplicador. Mejora de la linealidad del par diferencial. La célula de Gilbert. Aplicación a dinámica no lineal. Aspectos básicos. Elementos básicos de circuitos. Realización de elementos de circuitos. Convertidores generales de impedancia. Síntesis de sistemas no lineales. Síntesis de aplicaciones lineales. Realización de ecuaciones de sistemas no lineales. Realización circuital de ecuaciones diferenciales. Oscilador de Chua. Realización práctica del oscilador de Chua. Estimación de la frecuencia de oscilación. Redes Generalizadas. Teoremas de Thévenin y Norton. Teorema de Thévenin. Teorema de Norton. Análisis de la constante de tiempo de valor cero. Constante de tiempo de valor cero. Herramientas Numéricas para Redes. Descomposición triangular LU. Método de Cholesky. Análisis nodal modificado. Redes no lineales. Soluciones en el dominio del tiempo.