Curso de Projeto de Sistemas Eletrônicos

Aula 1 • Equivalentes de Thévenin e Norton

Redes complexas são reduzidas a modelos simples de dois terminais para análise de carga. Estes equivalentes simplificam tarefas iterativas de projeto e resolução de problemas.

Aula 2 • Grandezas e Unidades Elétricas

A tensão, a corrente, a resistência e a potência são definidas com unidades SI. Estas grandezas formam a linguagem de medição utilizada em toda a análise de circuitos.

Aula 3 • Leis de Circuito e Técnicas de Análise

As leis das tensões e das correntes de Kirchhoff são aplicadas para resolver circuitos com múltiplas malhas. Os métodos de análise nodal e de malhas estendem estas leis a redes complexas.

Aula 4 • Fundamentos de Componentes Passivos

As resistências, os condensadores e os indutores são caracterizados pelo seu comportamento elétrico. Compreender a relação tensão-corrente de cada componente permite uma modelação precisa do circuito.

Aula 1 • Fundamentos do Transístor de Efeito de Campo

A operação de MOSFET e JFET, a tensão de limiar e a transcondutância são abordadas. A polarização do FET e os modelos de pequeno sinal preparam os alunos para etapas amplificadoras.

Aula 2 • Funcionamento do Transístor Bipolar de Junção

As regiões de funcionamento do BJT e o ganho de corrente são examinados utilizando o modelo de Ebers-Moll. A polarização DC estabelece o ponto de funcionamento para o projeto do amplificador.

Aula 3 • Características dos Díodos e Aplicações

A curva V-I do díodo, a tensão direta e a rutura inversa são analisadas. Os circuitos retificadores, limitadores e de fixação demonstram o uso prático do díodo.

Aula 4 • Dispositivos Semicondutores de Fim Específico

Os díodos Zener, os díodos Schottky e os tiristores são caracterizados para regulação e comutação. Os critérios de seleção de dispositivos estão ligados aos requisitos da aplicação.

Aula 1 • Etapas de Emissor Comum e de Fonte Comum

A topologia do amplificador inversor é analisada para ganho de tensão e resposta em frequência. Os condensadores de desacoplamento e de acoplamento são dimensionados para cumprir os requisitos de largura de banda.

Aula 2 • Resposta em Frequência e Estabilidade do Amplificador

Os diagramas de Bode caracterizam o ganho e a fase em função da frequência, identificando polos dominantes. As margens de estabilidade são avaliadas para prevenir oscilação em amplificadores realimentados.

Aula 3 • Modelos de Amplificador de Pequeno Sinal

Os modelos híbrido-pi e T traduzem a física do transístor em equivalentes de circuitos lineares. Estes modelos permitem cálculos de ganho AC e de impedância para etapas amplificadoras.

Aula 4 • Projeto de Amplificador de Múltiplos Estágios

As etapas em cascata são analisadas quanto ao ganho total, redução da largura de banda e carga entre estágios. As estratégias de projeto mantêm a integridade do sinal através de múltiplos estágios.

Aula 1 • Análise do Amp-Op Ideal

As premissas de curto-circuito virtual e impedância de entrada infinita simplificam a análise de circuitos inversores e não inversores. As equações de ganho são derivadas para configurações fundamentais.

Aula 2 • Parâmetros Não Ideais do Amp-Op

A tensão de offset, a corrente de polarização, a taxa de variação e a CMRR limitam o desempenho real do circuito. As técnicas de compensação minimizam os erros em aplicações de precisão.

Aula 3 • Projeto de Filtros Ativos

As topologias Sallen-Key e de realimentação múltipla implementam respostas passa-baixo, passa-alto e passa-banda. A ordem do filtro e o fator Q são selecionados para cumprir as especificações de atenuação.

Aula 4 • Amplificadores de Instrumentação e Precisão

Os amplificadores de instrumentação de três amp-ops alcançam uma elevada CMRR para o condicionamento de sinais de sensores. Os retificadores de precisão e os detetores de pico estendem a utilidade do amp-op.

Aula 1 • Sistemas de Numeração e Álgebra Booleana

As representações binária, hexadecimal e BCD sustentam o projeto de sistemas digitais. Os teoremas booleanos e as leis de De Morgan permitem a simplificação algébrica de expressões lógicas.

Aula 2 • Famílias de Portas Lógicas e Características Elétricas

As famílias de portas CMOS e TTL são comparadas quanto à velocidade, potência e imunidade ao ruído. O fan-out, o atraso de propagação e os níveis lógicos orientam a seleção da tecnologia.

Aula 3 • Blocos Combinacionais

Os codificadores, descodificadores, multiplexadores e desmultiplexadores são projetados e aplicados como blocos de construção modulares. Os somadores e comparadores estendem o projeto combinacional a funções aritméticas.

Aula 4 • Riscos e Temporização em Lógica Combinacional

Os riscos estáticos e dinâmicos causam glitches que corrompem as saídas digitais. As técnicas de deteção e eliminação de riscos garantem o funcionamento fiável do circuito combinacional.

Aula 1 • Projeto de Máquina de Estados Finitos

As máquinas de estados finitos Mealy e Moore são especificadas com diagramas de estados e implementadas com flip-flops e lógica combinacional. As estratégias de codificação de estados afetam a área e a velocidade.

Aula 2 • Análise de Temporização de Sistemas Síncronos

O atraso clock-to-Q, o atraso do caminho combinacional e o tempo de setup determinam a frequência máxima de funcionamento. Os métodos de fecho de temporização resolvem violações do caminho crítico.

Aula 3 • Latches e Flip-Flops

Os flip-flops SR, D, JK e T armazenam o estado binário e respondem às transições do clock. Os tempos de setup, hold e propagação definem restrições de clocking fiáveis.

Aula 4 • Projeto de Contadores Síncronos

Os contadores binários, BCD e módulo-N são projetados utilizando tabelas de excitação de flip-flops. Os diagramas de estados orientam a derivação da lógica de próximo estado e de saída.

Aula 1 • Projeto de Retificadores e Filtros

Os retificadores de meia onda, de onda completa e em ponte convertem AC em DC pulsante. Os filtros capacitivos e LC reduzem a ondulação para níveis aceitáveis para os circuitos a jusante.

Aula 2 • Reguladores de Tensão Lineares

Os reguladores lineares série e shunt mantêm uma tensão de saída estável sob variação de carga. A tensão de dropout, a dissipação de potência e a gestão térmica são analisadas.

Aula 3 • Controlo de Realimentação em Fontes de Alimentação

As malhas de controlo em modo tensão e modo corrente regulam a saída contra perturbações de carga e de linha. O projeto da rede de compensação garante estabilidade e resposta transitória.

Aula 4 • Fundamentos do Regulador de Comutação

As topologias buck, boost e buck-boost convertem níveis de tensão com elevada eficiência. O ciclo de trabalho, o dimensionamento do indutor e a seleção do condensador de saída são derivados analiticamente.

Aula 1 • Empilhamento e Planeamento de Camadas de PCB

O número de camadas, o material dielétrico e o peso do cobre são selecionados para cumprir os objetivos de impedância e térmicos. A colocação dos planos de potência e de massa reduz o ruído e a EMI.

Aula 2 • Design for Manufacture e Teste

Os ficheiros Gerber, a lista de materiais e os desenhos de montagem comunicam a intenção do projeto aos fabricantes. A colocação de pontos de teste e o boundary scan suportam o teste de produção.

Aula 3 • Captura de Esquemas e Geração de Netlist

Os esquemas hierárquicos organizam projetos complexos em blocos geríveis com interfaces claras. A exportação da netlist liga os dados do esquema às ferramentas de layout e simulação.

Aula 4 • Colocação de Componentes e Roteamento

A colocação segue o fluxo do sinal e as restrições térmicas para minimizar o comprimento das pistas e a diafonia. As regras de roteamento impõem afastamentos, uso de vias e correspondência de pares diferenciais.