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Módulo 1. Análise de circuitos 

1.1. Conceitos básicos de circuitos

1.1.1. Componentes básicos de um circuito
1.1.2. Nós, ramos e malhas
1.1.3. Resistências
1.1.4. Condensadores
1.1.5. Bobinas

1.2. Métodos de análise de circuitos

1.2.1. Leis de Kirchoff. Lei das correntes: análise nodal
1.2.2. Leis de Kirchoff. Lei das tensões: análise de malhas
1.2.3. Teorema da sobreposição
1.2.4. Outros teoremas de interesse

1.3. Funções sinusoidais e fasores

1.3.1. Revisão das funções sinusoidais e as suas características
1.3.2. Funções sinusoidais como excitação de circuitos
1.3.3. Definição de fasores
1.3.4. Operações básicas com fasores

1.4. Análise de circuitos em regime permanente sinusoidal. Efeitos dos componentes passivos excitados por funções sinusoidais 

1.4.1. Impedância e admitância dos componentes passivos 
1.4.2. Corrente e tensão sinusoidal numa resistência 
1.4.3. Corrente e tensão sinusoidal num condensador 
1.4.4. Corrente e tensão sinusoidal numa bobina 

1.5. Potência em regime permanente sinusoidal

1.5.1. Definições
1.5.2. Valores efetivos
1.5.3. Exemplo 1 de cálculo de potência
1.5.4. Exemplo 2 de cálculo de potência

1.6. Geradores

1.6.1. Geradores ideais
1.6.2. Geradores reais
1.6.3. Associações de geradores em montagem em série
1.6.4. Associações de geradores em montagem mista

1.7. Análise topológica de circuitos

1.7.1. Circuitos equivalentes
1.7.2. Equivalente de Thévenin
1.7.3. Equivalente de Thévenin em regime permanente contínuo
1.7.4. Equivalente Norton

1.8. Teoremas fundamentais de circuitos

1.8.1. Teorema da sobreposição
1.8.2. Teorema da máxima transferência de potência
1.8.3. Teorema da substituição
1.8.4. Teorema de Millman
1.8.5. Teorema da reciprocidade

1.9. Transformadores e circuitos acoplados

1.9.1. Introdução
1.9.2. Transformadores com núcleo de ferro: o modelo ideal
1.9.3. Impedância refletida
1.9.4. Especificações do transformador de potência
1.9.5. Aplicações do transformador
1.9.6. Transformadores com núcleo de ferro práticos
1.9.7. Provas dos transformadores
1.9.8. Efeitos da tensão e da frequência
1.9.9. Circuitos fracamente acoplados
1.9.10. Circuitos magneticamente acoplados com excitação sinusoidal
1.9.11. Impedância acoplada

1.10. Análise de fenómenos transitórios em circuitos

1.10.1. Cálculo da corrente e da tensão instantâneas em componentes passivos
1.10.2. Circuitos em regime transitório de ordem um
1.10.3. Circuitos em regime transitório de segunda ordem
1.10.4. Ressonância e efeitos na frequência: filtragem

Módulo 2. Eletrónica e instrumentação básica

2.1. Instrumentação básica

2.1.1. Introdução. Sinais e os seus parâmetros
2.1.2.  Magnitudes elétricas de base e a sua medição
2.1.3. Osciloscópio
2.1.4. Multímetro digital
2.1.5. Gerador de funções
2.1.6. Fonte de alimentação de laboratório

2.2. Componentes eletrónicos no laboratório

2.2.1. Principais tipos e conceitos de tolerância e série 
2.2.2. Comportamento térmico e dissipação de energia. Tensão e corrente máximas
2.2.3. Conceitos de coeficientes de variação, deriva e de não linearidade
2.2.4. Parâmetros específicos mais comuns dos principais tipos. Seleção em catálogo e limitações

2.3. O díodo de junção, circuitos com díodos, díodos para aplicações especiais

2.3.1. Introdução e funcionamento 
2.3.2. Circuitos com díodos 
2.3.3. Díodos para aplicações especiais 
2.3.4. Díodo Zener 

2.4. O transístor de junção bipolar BJT e FET/MOSFET

2.4.1. Fundamentos dos transístores
2.4.2. Polarização e estabilização do transístor
2.4.3. Circuitos e aplicações dos transístores 
2.4.4. Amplificadores monofásicos
2.4.5. Tipos de amplificadores, tensão, corrente
2.4.6. Modelos alternados

2.5. Conceitos básicos de amplificadores. Circuitos com amplificadores operacionais ideais

2.5.1. Tipos de amplificadores. Tensão, corrente, transimpedância e transcondutância
2.5.2. Parâmetros característicos: impedâncias de entrada e saída, funções de transferência direta e inversa
2.5.3. Visão como quadripolos e parâmetros
2.5.4. Associação de amplificadores: cascata, série-série, série-paralelo, paralelo-série e paralelo-paralelo
2.5.5. Conceito de amplificador operacional. Características gerais. Utilização como comparador e como amplificador
2.5.6. Circuitos amplificadores inversores e não inversores. Rastreadores e retificadores de precisão. Controlo da corrente de tensão
2.5.7. Elementos para instrumentação e computação operacional: somadores, subtratores, amplificadores diferenciais, integradores e diferenciadores
2.5.8. Estabilidade e realimentação: astáveis e disparadores

2.6. Amplificadores monofásicos e multifásicos

2.6.1. Conceitos gerais de polarização de dispositivos
2.6.2. Circuitos e técnicas básicas de polarização. Implementação para transístores bipolares e de efeito de campo. Estabilidade, desvio e sensibilidade
2.6.3. Configurações básicas de amplificação de pequeno sinal: emissor-fonte, base-porta, coletor-dreno comuns. Propriedades e variantes
2.6.4. Desempenho contra grandes excursões de sinal e gama dinâmica
2.6.5. Interruptores analógicos básicos e as suas propriedades
2.6.6. Efeitos da frequência nas configurações monofásicas: caso de frequências médias e os seus limites
2.6.7. Amplificação multifásica com acoplamento R-C e direto. Considerações sobre amplificação, gama de frequências, polarização e gama dinâmica

2.7. Configurações básicas em circuitos integrados analógicos

2.7.1. Configurações diferenciais de entrada. Teorema de Bartlett. Polarização, parâmetros e medições
2.7.2. Blocos de funções de polarização: espelhos de corrente e as suas modificações. Cargas ativas e mudanças de nível
2.7.3. Configurações de entrada padrão e as suas propriedades: transístor simples, pares Darlington e as suas modificações, cascode
2.7.4. Configurações de saída

2.8. Filtros ativos 

2.8.1. Generalidades
2.8.2. Conceção de filtros com funcionamento
2.8.3. Filtros passa-baixo
2.8.4. Filtros passa-alto
2.8.5. Filtros passa-banda e banda eliminada
2.8.6. Outros tipos de filtros ativos

2.9. Conversores analógico-digitais (A/D) 

2.9.1. Introdução e funcionalidades
2.9.2. Sistemas instrumentais
2.9.3. Tipos de conversores
2.9.4. Características dos conversores
2.9.5. Processamento de dados

2.10. Sensores

2.10.1. Sensores primários 
2.10.2. Sensores resistivos
2.10.3. Sensores capacitivos
2.10.4. Sensores indutivos e eletromagnéticos
2.10.5. Sensores digitais
2.10.6. Sensores geradores de sinais
2.10.7. Outros tipos de sensores

Módulo 3. Eletrónica analógica e digital

3.1. Introdução: conceitos e parâmetros digitais

3.1.1. Magnitudes analógicas e digitais
3.1.2. Dígitos binários, níveis lógicos e formas de onda digitais
3.1.3. Operações lógicas básicas 
3.1.4. Circuitos integrados 
3.1.5. Introdução lógica programável 
3.1.6. Instrumentos de medição
3.1.7. Números decimais, binários, octais, hexadecimais e BCD 
3.1.8. Operações aritméticas com números
3.1.9. Deteção de erros e códigos de correção
3.1.10. Códigos alfanuméricos

3.2. Portas lógicas

3.2.1. Introdução
3.2.2. O inversor 
3.2.3. A porta AND 
3.2.4. A porta OR 
3.2.5. A porta NAND 
3.2.6. A porta NOR 
3.2.7. Portas OR e NOR exclusivas 
3.2.8. Lógica programável 
3.2.9. Lógica de função fixa

3.3. Álgebra de Boole

3.3.1. Operações e expressões booleanas
3.3.2. Leis e regras da álgebra booleana 
3.3.3. Teoremas de De Morgan 
3.3.4. Análise booleana de circuitos lógicos 
3.3.5. Simplificação com álgebra booleana
3.3.6. Formas padrão de expressões booleanas 
3.3.7. Expressões booleanas e tabelas de verdade 
3.3.8. Mapas de Karnaugh 
3.3.9. Minimização de uma soma de produtos e minimização de um produto de somas 

3.4. Circuitos combinacionais básicos

3.4.1. Circuitos básicos
3.4.2. Implementação da lógica combinacional
3.4.3. A propriedade universal das portas NAND e NOR
3.4.4. Lógica combinacional com portas NAND e NOR
3.4.5. Funcionamento dos circuitos lógicos com sequências de impulsos
3.4.6. Somadores 

3.4.6.1. Somadores básicos 
3.4.6.2. Somadores binários paralelos 
3.4.6.3. Somadores com transporte 

3.4.7. Comparadores 
3.4.8. Descodificadores 
3.4.9. Codificadores 
3.4.10. Conversores de código 
3.4.11. Multiplexadores 
3.4.12. Demultiplexadores 
3.4.13. Aplicações 

3.5. Latches, Flip-Flops e temporizadores

3.5.1. Conceitos básicos
3.5.2. Latches 
3.5.3. Flip-Flops disparados por flanco 
3.5.4. Características de funcionamento dos Flip-Flops 

3.5.4.1. Tipo D 
3.5.4.2. Tipo J-K 

3.5.5. Monoestáveis 
3.5.6. Astáveis 
3.5.7. O temporizador 555 
3.5.8. Aplicações 

3.6. Contadores e registos de deslocamento

3.6.1. Funcionamento de contador assíncrono
3.6.2. Funcionamento de contador síncrono

3.6.2.1. Ascendente
3.6.2.2. Descendente

3.6.3. Conceção de contadores síncronos
3.6.4. Contadores em cascata
3.6.5. Descodificação de contadores
3.6.6. Aplicação de contadores 
3.6.7. Funções básicas dos registos de deslocamento

3.6.7.1. Registos de deslocamento com entrada em série e saída paralela
3.6.7.2. Registos de deslocamento com entrada paralela e saída em série
3.6.7.3. Registos de deslocamento com entrada e saída paralelas
3.6.7.4. Registos de deslocamento bidirecionais

3.6.8. Contadores baseados em registos de deslocamento 
3.6.9. Aplicações dos registos de contadores

3.7. Memórias, introdução ao SW e à lógica programável 

3.7.1. Princípios das memórias de semicondutores
3.7.2. Memórias RAM 
3.7.3. Memórias ROM 

3.7.3.1. Só de leitura 
3.7.3.2. PROM 
3.7.3.3. EPROM 

3.7.4. Memória flash 
3.7.5. Expansão de memórias 
3.7.6. Tipos especiais de memória 

3.7.6.1. FIFO
3.7.6.2. LIFO

3.7.7. Memórias óticas e magnéticas 
3.7.8. Lógica programável: SPLD e CPLD 
3.7.9. Macrocélulas 
3.7.10. Lógica programável: FPGA 
3.7.11. Software de lógica programável 
3.7.12. Aplicações 

3.8. Eletrónica analógica: osciladores

3.8.1. Teoria dos osciladores
3.8.2. Oscilador de ponte de Wien
3.8.3. Outros osciladores RC 
3.8.4. Oscilador de Colpitts 
3.8.5. Outros osciladores LC 
3.8.6. Oscilador de cristal
3.8.7. Cristais de quartzo
3.8.8. Temporizador 555 

3.8.8.1. Funcionamento como astável 
3.8.8.2. Funcionamento como monoestável 
3.8.8.3. Circuitos 

3.8.9. Diagramas de BODE 

3.8.9.1. Amplitude 
3.8.9.2. Fase 
3.8.9.3. Funções de transferência 

3.9. Eletrónica de potência: tirístores, conversores, inversores

3.9.1. Introdução 
3.9.2. Conceito de conversor 
3.9.3. Tipos de conversores 
3.9.4. Parâmetros de caracterização dos conversores 

3.9.4.1. Sinal periódico 
3.9.4.2. Representação no domínio do tempo 
3.9.4.3. Representação no domínio da frequência

3.9.5. Semicondutores de potência 

3.9.5.1. Elemento ideal 
3.9.5.2. Díodo 
3.9.5.3. Tiristor 
3.9.5.4. GTO (Gate Turn-off Thyristor) 
3.9.5.5. BJT (Bipolar Junction Transistor) 
3.9.5.6. MOSFET 
3.9.5.7. IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) 

3.9.6. Conversores AC/DC. Retificadores

3.9.6.1. Conceito de quadrante 
3.9.6.2. Retificadores não controlados

3.9.6.2.1. Ponte de meia onda simples 
3.9.6.2.2. Ponte de onda completa 

3.9.6.3. Retificadores controlados 

3.9.6.3.1. Ponte de meia onda simples 
3.9.6.3.2. Ponte controlada de onda completa 

 3.9.6.4. Conversores DC/DC 

3.9.6.4.1. Conversor DC/DC redutor 
3.9.6.4.2. Conversor DC/DC elevador 

3.9.6.5. Conversores DC/AC. Inversores

3.9.6.5.1. Inversor de onda quadrada 
3.9.6.5.2. Inversor PWM 

3.9.6.6. Conversores CA/CA. Cicloconversores 

3.9.6.6.1. Controlo tudo/nada 
3.9.6.6.2. Controlo de fase 

3.10. Produção de eletricidade, instalação fotovoltaica. Legislação

3.10.1. Componentes de uma instalação solar fotovoltaica 
3.10.2. Introdução à energia solar 
3.10.3. Classificação das instalações solares fotovoltaicas 

3.10.3.1. Aplicações autónomas 
3.10.3.2. Aplicações em rede 

3.10.4. Elementos de uma ISF 

3.10.4.1. Célula solar: características básicas 
3.10.4.2. O painel solar 
3.10.4.3. O regulador 
3.10.4.4. Acumuladores. Tipos de baterias 
3.10.4.5. O inversor 

3.10.5. Aplicações em rede 

3.10.5.1. Introdução 
3.10.5.2. Elementos de uma instalação solar fotovoltaica conectada à rede elétrica 
3.10.5.3. Conceção e cálculo de instalações fotovoltaicas conectadas à rede 
3.10.5.4. Conceção de um jardim solar 
3.10.5.5. Conceção de instalações integradas em edifícios 
3.10.5.6. Interação da instalação com a rede elétrica
3.10.5.7. Análise de possíveis perturbações e qualidade do abastecimento 
3.10.5.8. Medições do consumo de eletricidade 
3.10.5.9. Segurança e proteções na instalação 
3.10.5.10. Regulamentos em vigor 

3.10.6. Legislação em matéria de energias renováveis

Módulo 4. Sistemas digitais

4.1. Conceitos básicos e organização funcional do computador 

4.1.1. Conceitos básicos 
4.1.2. Estrutura funcional dos computadores 
4.1.3. Conceito de linguagem de máquina 
4.1.4. Parâmetros básicos para a caracterização do desempenho do computador 
4.1.5. Níveis conceptuais de descrição de um computador 
4.1.6. Conclusões 

4.2. Representação de informação ao nível da máquina 

4.2.1. Introdução 
4.2.2. Representação de textos

4.2.2.1. Código ASCII (American Standard Code for Information Interchange)
4.2.2.2. Código Unicode

4.2.3. Representação de sons
4.2.4. Representação de imagens

4.2.4.1. Mapas de bits
4.2.4.2. Mapas vetoriais

4.2.5. Representação de vídeo
4.2.6. Representação de dados numéricos

4.2.6.1. Representação integral
4.2.6.2. Representação de números reais

4.2.6.2.1. Arredondamento
4.2.6.2.2. Situações especiais

4.2.7. Conclusões

4.3. Esquema de funcionamento de um computador

4.3.1. Introdução
4.3.2. Componentes internos do processador
4.3.3. Sequenciação do funcionamento interno de um computador
4.3.4. Gestão das instruções de controlo

4.3.4.1. Gestão das instruções de salto
4.3.4.2. Tratamento das instruções de chamada e retorno de subrotinas

4.3.5. As interrupções
4.3.6. Conclusões

4.4. Descrição de um computador ao nível da linguagem de máquina e montagem

4.4.1. Introdução: processadores RISC vs CISC
4.4.2. Um processador RISC: CODE-2

4.4.2.1. Características da CODE-2
4.4.2.2. Descrição da linguagem de máquina CODE-2
4.4.2.3. Metodologia para a realização de programas em linguagem de máquina CODE-2
4.4.2.4. Descrição da linguagem de montagem CODE-2

4.4.3. Uma família CISC: processadores Intel de 32 bits (IA-32)

4.4.3.1. Evolução dos processadores da família Intel
4.4.3.2. Estrutura básica de uma família de processadores 80×86
4.4.3.3. Sintaxe, formato de instruções e tipos de operandos
4.4.3.4. Repertório básico de instruções da família de processadores 80×86
4.4.3.5. Diretivas do assembler e reserva de posições de memória

4.4.4. Conclusões

4.5. Organização e conceção do processador

4.5.1. Introdução à conceção do processador CODE-2
4.5.2. Sinais de controlo do processador CODE-2
4.5.3. Conceção da unidade de processamento de dados
4.5.4. Conceção da unidade de controlo

4.5.4.1. Unidades de controlo com fios e microprogramadas
4.5.4.2. Ciclo da unidade de controlo CODE-2
4.5.4.3. Conceção da unidade de controlo microprogramada CODE-2

4.5.5. Conclusões

4.6. Entradas e saídas: barramentos

4.6.1. Organização de entradas/saídas

4.6.1.1. Controladores de entrada/saída
4.6.1.2. Endereçamento de portas de entrada/saída
4.6.1.3. Técnicas de transferência de E/S

4.6.2. Estruturas básicas de interconexão
4.6.3. Barramentos
4.6.4. Estrutura interna de um PC

4.7. Microcontroladores e PICs

4.7.1. Introdução
4.7.2. Características básicas dos microcontroladores
4.7.3. Características básicas dos PIC
4.7.4. Diferenças entre microcontroladores, PICs e microprocessadores

4.8. Conversores A/D e sensores

4.8.1. Amostragem e reconstrução de sinais
4.8.2. Conversores A/D
4.8.3. Sensores e transdutores
4.8.4. Processamento digital básico de sinais
4.8.5. Circuitos e sistemas básicos para conversão A/D

4.9. Programação de um sistema microcontrolador

4.9.1. Conceção e configuração eletrónica do sistema
4.9.2. Configuração de um ambiente para o desenvolvimento de sistemas digitais microcontrolados utilizando ferramentas livres
4.9.3. Descrição da linguagem utilizada pelo microcontrolador
4.9.4. Programação das funções do microcontrolador
4.9.5. Montagem final do sistema

4.10. Sistemas digitais avançados: FPGAs e DSPs

4.10.1. Descrição de outros sistemas digitais avançados
4.10.2. Características básicas das FPGAs
4.10.3. Características básicas dos DSPs
4.10.4. Linguagens de descrição de hardware

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