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Question 1Diseño de sistemas electrónicos analógicos

En un amplificador operacional ideal utilizado en lazo cerrado con realimentación negativa, ¿qué consecuencia tiene la suposición de ganancia diferencial infinita?

  1. La corriente de entrada en cada terminal es infinita y la impedancia de salida nula
  2. La ganancia en lazo cerrado depende linealmente de la ganancia en lazo abierto
  3. La impedancia de entrada diferencial se vuelve cero y la de salida infinita
  4. La tensión diferencial entre sus entradas de entrada se considera prácticamente nula Correct answer.

Explanation

Con ganancia diferencial infinita y realimentación negativa, la tensión de salida permanece finita solo si la diferencia entre las entradas tiende a cero; de ahí la conocida tierra virtual. Las demás suposiciones ideales (impedancia de entrada infinita, corriente de entrada nula y salida de impedancia nula) son independientes de esta condición.

Question 2Diseño de sistemas electrónicos analógicos

Un diodo de silicio polarizado en directa conduce corriente apreciable cuando la tensión aplicada supera aproximadamente:

  1. 0.2 V
  2. 1.5 V
  3. 5.0 V
  4. 0.7 V Correct answer.

Explanation

En un diodo de silicio la barrera de potencial ronda los 0.7 V, valor típico de caída directa en conducción. Por debajo de ese umbral la corriente es muy pequeña y crece de forma exponencial al superarlo.

Question 3Diseño de sistemas electrónicos analógicos

En un rectificador de media onda con filtro capacitivo y carga resistiva, ¿qué efecto tiene aumentar el valor de la capacitancia manteniendo la frecuencia y la carga?

  1. Disminuye el rizado de salida y aumenta la tensión media de continua Correct answer.
  2. Aumenta la caída directa de los diodos durante la conducción
  3. No altera el rizado pero desplaza la fase de la corriente
  4. Aumenta el rizado y reduce la tensión media de salida

Explanation

Una capacitancia mayor almacena más carga y se descarga más lentamente a través de la carga, por lo que la excursión de rizado disminuye y la tensión media se aproxima al valor de pico. El rizado es inversamente proporcional a la capacitancia para una carga y frecuencia dadas.

Question 4Diseño de sistemas electrónicos analógicos

En la configuración de polarización por divisor de tensión de un transistor BJT, ¿cuál es el propósito principal de incluir el resistor de emisor?

  1. Aumentar la ganancia de tensión en pequeña señal sin límite
  2. Elevar la tensión colector-emisor por encima de la alimentación
  3. Eliminar la corriente de base para que el transistor corte
  4. Estabilizar el punto de operación frente a variaciones de beta y temperatura Correct answer.

Explanation

La realimentación negativa que introduce el resistor de emisor reduce la sensibilidad del punto de reposo a la dispersión de beta y a los cambios térmicos de VBE. A cambio, la resistencia de emisor disminuye la ganancia de pequeña señal cuando no se desacopla.

Question 5Diseño de sistemas electrónicos analógicos

¿Qué característica distingue a un amplificador clase B push-pull respecto de uno clase A?

  1. Conduce cada dispositivo la mitad del ciclo, logrando mayor eficiencia teórica Correct answer.
  2. Trabaja exclusivamente en la región de corte como interruptor
  3. Emplea realimentación negativa que elimina la distorsión de cruce
  4. Conduce siempre el mismo dispositivo todo el ciclo, con menor distorsión

Explanation

En clase B los dos transistores se reparten el ciclo y solo conducen durante su semiciclo, lo que eleva la eficiencia teórica hasta el 78.5 %. La contrapartida es la distorsión de cruce que aparece cerca del paso por cero.

Question 6Diseño de sistemas electrónicos analógicos

En un amplificador inversor con amplificador operacional ideal, R1 = 2 kΩ (entrada) y R2 = 10 kΩ (realimentación). ¿Cuál es la ganancia de tensión en lazo cerrado?

  1. -5 Correct answer.
  2. +0.2
  3. +5
  4. -0.2

Explanation

La ganancia del inversor es -R2/R1, es decir -10 kΩ / 2 kΩ = -5. El signo negativo indica que la salida está desfasada 180° respecto de la entrada.

Question 7Diseño de sistemas electrónicos analógicos

¿Qué función cumple el diodo de rueda libre (flyback) colocado en paralelo con una carga inductiva conmutada por un transistor?

  1. Rectificar la tensión de alimentación antes de llegar a la carga
  2. Proporcionar un camino a la corriente inductiva durante el corte y proteger al transistor Correct answer.
  3. Aumentar la corriente de pico que circula por la bobina al conmutar
  4. Reducir la inductancia propia de la bobina durante la conducción

Explanation

Al cortar el transistor, la inductancia intenta mantener su corriente y genera una sobretensión que podría dañar al dispositivo. El diodo ofrece un lazo de descarga que limita esa sobretensión a la caída directa del diodo.

Question 8Diseño de sistemas electrónicos analógicos

Un regulador lineal en serie entrega 5 V a una carga de 1 A desde una entrada de 12 V. ¿Cuál es la potencia disipada aproximadamente en el elemento de paso?

  1. 60 W
  2. 7 W Correct answer.
  3. 5 W
  4. 12 W

Explanation

La caída sobre el elemento de paso es 12 V - 5 V = 7 V y circula 1 A, por lo que disipa unos 7 W. Esa pérdida explica la baja eficiencia del regulador lineal frente a un convertidor conmutado.

Question 9Diseño de sistemas electrónicos analógicos

En un transistor MOSFET de canal N en modo de enriquecimiento, ¿qué condición debe cumplirse para que aparezca un canal entre drenador y fuente?

  1. La tensión puerta-fuente debe ser negativa respecto de la fuente
  2. La corriente de puerta debe alcanzar el valor de saturación
  3. La tensión drenador-fuente debe ser negativa
  4. La tensión puerta-fuente debe superar la tensión umbral Correct answer.

Explanation

El MOSFET de enriquecimiento de canal N requiere VGS mayor que la tensión umbral para inducir la capa de inversión que forma el canal. Por debajo de ese umbral el dispositivo permanece en corte.

Question 10Diseño de sistemas electrónicos analógicos

Un amplificador operacional real tiene un producto ganancia-ancho de banda de 1 MHz. Si se configura como amplificador no inversor con ganancia de 20, ¿cuál es el ancho de banda aproximado a -3 dB en lazo cerrado?

  1. 20 kHz
  2. 20 MHz
  3. 1 MHz
  4. 50 kHz Correct answer.

Explanation

Para una respuesta dominante de un polo, el producto ganancia-ancho de banda es constante, de modo que el ancho de banda en lazo cerrado es 1 MHz / 20 = 50 kHz. Al aumentar la ganancia se reduce proporcionalmente el ancho de banda.

Question 11Diseño de sistemas electrónicos analógicos

En un circuito con amplificador operacional, se desea una impedancia de entrada muy alta y una ganancia de tensión positiva. ¿Qué configuración cumple ambas condiciones?

  1. Seguidor de tensión con realimentación positiva
  2. Inversora con la señal aplicada a través del resistor de entrada
  3. Integrador con capacitor en la realimentación
  4. No inversora con entrada aplicada directamente al terminal no inversor Correct answer.

Explanation

En la configuración no inversora la señal entra por el terminal no inversor, cuya impedancia es la del propio amplificador, muy alta. Además la ganancia 1 + R2/R1 es positiva, cumpliendo ambas condiciones.

Question 12Diseño de sistemas electrónicos analógicos

En un transistor BJT polarizado en la región activa directa, ¿qué relación describe aproximadamente la corriente de colector?

  1. IC es igual a la corriente de emisor en todo momento
  2. IC ≈ β·IB, con β la ganancia de corriente directa Correct answer.
  3. IC ≈ IB/β, independiente de la corriente de base
  4. IC es independiente de la corriente de base y solo depende de VCE

Explanation

En la región activa la corriente de colector es proporcional a la de base mediante β, que suele estar entre 50 y 300. Esta proporcionalidad es la base del control por corriente del transistor bipolar.

Question 13Diseño de sistemas electrónicos analógicos

En un filtro pasa-bajas RC de primer orden con R = 10 kΩ y C = 10 nF, ¿cuál es la frecuencia de corte aproximada?

  1. 159 Hz
  2. 15.9 kHz
  3. 1.59 kHz Correct answer.
  4. 1.59 MHz

Explanation

La frecuencia de corte es f = 1/(2πRC). Con R = 10 kΩ y C = 10 nF, RC = 100 µs y f ≈ 1/(2π·10⁻⁴) ≈ 1.59 kHz.

Question 14Diseño de sistemas electrónicos analógicos

¿Por qué se añade una pequeña polarización de reposo a los transistores de un amplificador clase AB?

  1. Para eliminar la necesidad de la fuente simétrica de alimentación
  2. Para aumentar la impedancia de salida del par de salida
  3. Para incrementar la potencia de salida máxima por encima de la de clase A
  4. Para reducir la distorsión de cruce manteniendo una eficiencia alta Correct answer.

Explanation

La pequeña corriente de reposo mantiene ambos dispositivos ligeramente activos cerca del cruce por cero, suavizando la no linealidad que produce distorsión de cruce. La eficiencia sigue siendo mucho mayor que en clase A.

Question 15Diseño de sistemas electrónicos analógicos

En un oscilador de puente de Wien, ¿qué condición deben cumplir las impedancias de la red de realimentación para sostener la oscilación?

  1. La ganancia del lazo debe ser mayor que la unidad de forma indefinida
  2. La ganancia del lazo debe ser menor que la unidad y el desfase de 90°
  3. La red de realimentación debe ser puramente resistiva sin reactancias
  4. La ganancia del lazo debe ser igual a la unidad con desfase total de 0° o 360° Correct answer.

Explanation

El criterio de Barkhausen exige ganancia de lazo unitaria y desfase total múltiplo de 360° en la frecuencia de oscilación. En el puente de Wien la red selectiva fija esa frecuencia y el amplificador aporta la ganancia necesaria.

Question 16Diseño de sistemas electrónicos analógicos

Un transistor BJT en corte se comporta aproximadamente como:

  1. Un interruptor cerrado con caída de saturación
  2. Una fuente de corriente constante de valor β·IB
  3. Un capacitor de acoplamiento de señal
  4. Un interruptor abierto entre colector y emisor Correct answer.

Explanation

En corte la corriente de base es insuficiente y el transistor no conduce, comportándose como un interruptor abierto. En saturación, en cambio, se aproxima a un interruptor cerrado con una caída pequeña.

Question 17Diseño de sistemas electrónicos analógicos

En un amplificador diferencial con amplificador operacional y cuatro resistencias iguales, se aplican 2 V en la entrada no inversora y 1 V en la inversora. ¿Cuál es la tensión de salida ideal?

  1. -1 V
  2. 3 V
  3. 1 V Correct answer.
  4. 0.5 V

Explanation

Con las cuatro resistencias iguales la ganancia diferencial es la unidad, de modo que la salida responde a la diferencia V+ - V- = 2 V - 1 V = 1 V. Así el circuito resta las dos señales.

Question 18Diseño de sistemas electrónicos analógicos

Un diodo Zener de 6.2 V se emplea como regulador en paralelo con una carga. ¿Qué condición debe mantenerse para que regule correctamente?

  1. La tensión directa debe superar 0.7 V y la corriente ser mínima
  2. La corriente inversa debe superar siempre la máxima nominal
  3. La corriente inversa debe situarse entre la de rodilla y la máxima admisible Correct answer.
  4. El Zener debe polarizarse en directa con corriente elevada

Explanation

El Zener regula en la región de ruptura inversa, donde debe circular una corriente superior a la de rodilla para mantener la tensión y menor que la máxima para no exceder la disipación. El resistor serie ajusta esa corriente según la carga.

Question 19Diseño de sistemas electrónicos analógicos

En un amplificador operacional, ¿qué describe la tasa de subida (slew rate)?

  1. La máxima velocidad de cambio de la tensión de salida, en V/µs Correct answer.
  2. La corriente máxima que puede entregar la salida a la carga
  3. La ganancia diferencial en lazo abierto a baja frecuencia
  4. La relación entre la tensión de offset y la temperatura

Explanation

El slew rate limita la pendiente máxima de la salida y provoca distorsión en señales de gran amplitud y alta frecuencia. Se expresa en V/µs y depende del diseño interno de la etapa de entrada.

Question 20Diseño de sistemas electrónicos analógicos

Un amplificador operacional con slew rate de 0.5 V/µs debe entregar una senoide de 10 V de pico. ¿Cuál es la frecuencia máxima aproximada antes de que la salida se distorsione por limitación de pendiente?

  1. 7.96 kHz Correct answer.
  2. 50 kHz
  3. 0.5 kHz
  4. 79.6 kHz

Explanation

La pendiente máxima de una senoide es 2πf·Vpico. Igualando a 0.5 V/µs = 5×10⁵ V/s con Vpico = 10 V se obtiene f = 5×10⁵/(2π·10) ≈ 7.96 kHz.

Question 21Diseño de sistemas electrónicos analógicos

En un transistor MOSFET de canal N polarizado en la región de saturación (activa), la corriente de drenador en la aproximación cuadrática depende principalmente de:

  1. El cuadrado de la tensión de sobreexcitación VGS - VTH Correct answer.
  2. La tensión umbral elevada al cuadrado, independientemente de VGS
  3. La tensión drenador-fuente de forma lineal y creciente
  4. La corriente de puerta inyectada por el óxido

Explanation

En saturación la corriente sigue aproximadamente ID = (k/2)(VGS - VTH)², por lo que depende del cuadrado de la sobreexcitación. La tensión VDS tiene influencia mínima salvo por el efecto de modulación de canal.

Question 22Diseño de sistemas electrónicos analógicos

En un par diferencial bipolar con resistencias de colector iguales y transistores apareados, ¿qué ocurre con la tensión de salida diferencial cuando la tensión de entrada diferencial es nula?

  1. Es idealmente cero porque las corrientes de colector son iguales Correct answer.
  2. Depende solo de la tensión de alimentación negativa
  3. Es igual a la tensión umbral base-emisor
  4. Es máxima porque un transistor conduce todo el tail

Explanation

Con entrada diferencial nula y dispositivos apareados, la corriente de cola se reparte por igual y las caídas en ambas resistencias de colector coinciden, dando salida diferencial cero. El desequilibrio real aparece por el offset y el apareamiento imperfecto.

Question 23Diseño de sistemas electrónicos analógicos

Un amplificador de instrumentación de tres operacionales con resistencias de ganancia ajustables se emplea para medir una señal diferencial pequeña sobre un nivel común grande. ¿Qué propiedad es esencial en esta aplicación?

  1. Alto rechazo de modo común junto con alta impedancia de entrada diferencial Correct answer.
  2. Acoplamiento directo sin ninguna etapa de entrada buffer
  3. Ganancia unitaria fija y baja impedancia de entrada
  4. Respuesta en lazo abierto para evitar realimentación

Explanation

El amplificador de instrumentación amplifica la diferencia y rechaza la tensión común, gracias a su CMRR elevado y a los buffers de entrada que presentan alta impedancia. Esto permite medir señales pequeñas montadas sobre un offset grande.

Question 24Diseño de sistemas electrónicos analógicos

En un convertidor reductor (buck) conmutado en modo de conducción continua, la relación ideal entre tensión de salida y de entrada está dada por:

  1. Vout = Vin/D, con D el ciclo de trabajo
  2. Vout = D·Vin, con D el ciclo de trabajo Correct answer.
  3. Vout = Vin/(1 - D)
  4. Vout = Vin·(1 - D)

Explanation

En el convertidor buck la tensión media de salida es proporcional al ciclo de trabajo, Vout = D·Vin, por el balance de tensión en el inductor. Por ello la salida siempre es menor que la entrada para D entre 0 y 1.

Question 25Diseño de sistemas electrónicos analógicos

En un circuito de polarización con realimentación de colector a base de un BJT, ¿qué mecanismo proporciona la estabilización del punto de operación?

  1. El desacoplamiento total de la base respecto de la alimentación
  2. La realimentación negativa: si IC aumenta, la caída en RC reduce la corriente de base Correct answer.
  3. El uso de un resistor de emisor de valor infinito
  4. La realimentación positiva que incrementa IB cuando IC crece

Explanation

La resistencia entre colector y base realimenta la corriente de base en sentido negativo: un aumento de IC baja la tensión de colector y con ella la corriente de base, compensando la variación. Así se reduce la dependencia del punto de reposo respecto de beta.

Question 26Diseño de sistemas electrónicos analógicos

En un amplificador operacional ideal configurado como seguidor de tensión (buffer), ¿cuál es la ganancia de tensión en lazo cerrado y su principal ventaja práctica?

  1. Ganancia dependiente de la frecuencia con ancho de banda nulo
  2. Ganancia infinita y baja impedancia de entrada con alta impedancia de salida
  3. Ganancia unitaria y alta impedancia de entrada con baja impedancia de salida Correct answer.
  4. Ganancia de −1 y aislamiento galvánico entre entrada y salida

Explanation

El seguidor conecta la salida directamente a la entrada inversora, de modo que la realimentación negativa fuerza Vout = Vin, es decir, ganancia unitaria. Su utilidad radica en que la entrada no consume corriente apreciable y la salida puede entregar corriente a la carga, actuando como adaptador de impedancias.

Question 27Diseño de sistemas electrónicos analógicos

Un diodo de silicio conduce en directa con una caída aproximada de 0,7 V. Si se conectan en serie tres diodos idénticos en directa alimentados por una fuente de 5 V a través de una resistencia de 1 kΩ, ¿cuál es la corriente aproximada en el circuito?

  1. 1,6 mA
  2. 2,9 mA Correct answer.
  3. 0,7 mA
  4. 5,0 mA

Explanation

La caída total en los tres diodos es aproximadamente 3 × 0,7 V = 2,1 V, por lo que la tensión sobre la resistencia es 5 V − 2,1 V = 2,9 V. Con 1 kΩ, la corriente resulta I = 2,9 V / 1 kΩ = 2,9 mA.

Question 28Diseño de sistemas electrónicos analógicos

En un transistor BJT NPN polarizado en la región activa directa con una corriente de base de 20 µA y una ganancia de corriente β = 150, ¿cuál es la corriente de colector aproximada?

  1. 3,0 mA Correct answer.
  2. 0,13 mA
  3. 30 mA
  4. 150 mA

Explanation

En la región activa se cumple IC ≈ β·IB, de modo que IC = 150 × 20 µA = 3000 µA = 3,0 mA. La corriente de emisor sería algo mayor, aproximadamente 3,02 mA, por la suma de base y colector.

Question 29Diseño de sistemas electrónicos analógicos

¿Qué característica distingue a un amplificador clase A de un clase B en cuanto al punto de polarización y la distorsión de cruce?

  1. El clase A conduce durante todo el ciclo y no presenta distorsión de cruce; el clase B conduce medio ciclo y puede presentarla Correct answer.
  2. Ambos conducen el ciclo completo y solo difieren en la eficiencia teórica máxima
  3. El clase A conduce medio ciclo y el clase B conduce el ciclo completo sin distorsión de cruce
  4. El clase A presenta distorsión de cruce por operar en corte y el clase B opera siempre en saturación

Explanation

El transistor de un clase A se polariza en el centro de la recta de carga y conduce los 360° del ciclo, por lo que no existe transición entre dispositivos y no hay distorsión de cruce. En clase B cada dispositivo conduce aproximadamente 180° y la transición alrededor de 0 V puede producir la discontinuidad conocida como distorsión de cruce.

Question 30Diseño de sistemas electrónicos analógicos

Se requiere un filtro activo pasa-bajas de segundo orden con respuesta máximamente plana en la banda de paso. ¿Qué aproximación de diseño cumple esa condición?

  1. Chebyshev tipo I
  2. Eliptico (Cauer)
  3. Bessel
  4. Butterworth Correct answer.

Explanation

La aproximación Butterworth se caracteriza por una respuesta de magnitud máximamente plana en la banda de paso, sin rizado, a costa de una transición moderada hacia la banda atenuada. Es la elección habitual cuando se prioriza la planitud de la ganancia.

Question 31Diseño de sistemas electrónicos analógicos

En un amplificador operacional real, la corriente de polarización de entrada (input bias current) provoca un error de tensión de salida. ¿Qué efecto tiene en un amplificador inversor con resistencias de entrada y realimentación?

  1. Reduce el ancho de banda del amplificador proporcionalmente a la corriente
  2. No afecta la salida porque la entrada inversora es virtualmente tierra
  3. Genera una tensión de offset de salida proporcional a la resistencia de realimentación y a la corriente de polarización Correct answer.
  4. Duplica la ganancia de lazo cerrado del amplificador

Explanation

La corriente de polarización que entra o sale de los terminales de entrada circula por las resistencias externas y produce caídas de tensión. En el inversor, la corriente que fluye por la realimentación se traduce en un offset de salida aproximadamente igual a IB·R2, por lo que resistencias grandes amplifican el error.

Question 32Diseño de sistemas electrónicos analógicos

¿Cuál es la función del condensador de desacoplo colocado entre el terminal de ajuste de un regulador lineal integrado de tres terminales y tierra?

  1. Fijar la corriente de cortocircuito del regulador
  2. Aumentar la corriente máxima que puede entregar el regulador
  3. Mejorar el rechazo de rizado y estabilizar la tensión de salida frente a transitorios Correct answer.
  4. Convertir el regulador lineal en un regulador conmutado

Explanation

El condensador en el terminal de ajuste proporciona un camino de baja impedancia para las componentes alternas, lo que mejora el rechazo de rizado y evita variaciones de la salida ante transitorios de carga. No altera la capacidad de corriente ni la topología del regulador.

Question 33Diseño de sistemas electrónicos analógicos

En un MOSFET de canal N en modo de enriquecimiento, ¿qué parámetro del dispositivo determina la transconductancia en la región de saturación según el modelo cuadrático?

  1. La tensión umbral y el parámetro de transconductancia k, junto con la tensión de sobreexcitación Correct answer.
  2. La resistencia de drenador-fuente en corte
  3. Únicamente la capacidad de puerta-fuente
  4. El producto ganancia-ancho de banda del dispositivo

Explanation

En saturación, la corriente de drenador sigue aproximadamente ID = (k/2)(VGS − VTH)², de modo que la transconductancia gm = k(VGS − VTH) depende de k y de la sobreexcitación. La tensión umbral fija el punto a partir del cual aparece el canal.

Question 34Diseño de sistemas electrónicos analógicos

Un amplificador operacional se configura como comparador con histéresis mediante realimentación positiva. ¿Qué efecto tiene la histéresis en el comportamiento del circuito?

  1. Hace que la salida sea proporcional a la diferencia de entrada en todo el rango
  2. Elimina por completo el ruido de entrada antes de comparar
  3. Reduce la impedancia de entrada a un valor cercano a cero
  4. Desplaza los umbrales de conmutación según el estado previo, evitando conmutaciones múltiples por ruido Correct answer.

Explanation

La realimentación positiva introduce dos umbrales distintos, uno para la transición ascendente y otro para la descendente. Esa separación, la histéresis, impide que el ruido superpuesto a la señal provoque conmutaciones repetidas cuando la entrada cruza lentamente el umbral.

Question 35Diseño de sistemas electrónicos analógicos

En una fuente de alimentación lineal con rectificador de onda completa y condensador de filtro, ¿qué ocurre con el rizado de salida al aumentar la capacitancia de filtro manteniendo la carga?

  1. Permanece constante porque depende solo de la frecuencia de red
  2. Se vuelve cero para cualquier valor de carga
  3. Disminuye aproximadamente en proporción inversa a la capacitancia Correct answer.
  4. Aumenta porque el condensador se carga más rápido

Explanation

El rizado de pico a pico es aproximadamente Vr = I/(f·C), donde I es la corriente de carga y f la frecuencia de rizado. Al aumentar C, la descarga del condensador entre picos es menor y el rizado disminuye de forma inversamente proporcional.

Question 36Diseño de sistemas electrónicos analógicos

En un amplificador de instrumentación de tres operacionales, ¿por qué es importante que las resistencias de la etapa diferencial estén bien apareadas?

  1. Porque sin apareamiento el circuito deja de tener realimentación negativa
  2. Porque el desajuste degrada el rechazo de modo común y la ganancia diferencial real Correct answer.
  3. Porque el apareamiento determina únicamente el ancho de banda del amplificador
  4. Porque el apareamiento fija la corriente de polarización de los operacionales

Explanation

El rechazo de modo común (CMRR) depende críticamente de la coincidencia entre las resistencias de la etapa diferencial. Cualquier desajuste convierte parte de la señal común en señal diferencial y altera la ganancia diferencial efectiva respecto al valor nominal.

Question 37Diseño de sistemas electrónicos analógicos

Un oscilador de relajación con amplificador operacional usa una red RC y un divisor resistivo con histéresis. ¿Qué determina la frecuencia de oscilación?

  1. Solo el valor de la tensión de alimentación del operacional
  2. La constante de tiempo RC y los umbrales de conmutación fijados por el divisor de realimentación Correct answer.
  3. La ganancia de lazo abierto del operacional en continua
  4. La corriente de polarización de entrada del operacional

Explanation

El condensador se carga y descarga entre dos umbrales definidos por el divisor con realimentación positiva, y el tiempo de cada transición depende de la constante de tiempo RC. Por eso la frecuencia resulta de combinar RC con la relación de los umbrales, no de la alimentación.

Question 38Diseño de sistemas electrónicos analógicos

Se diseña un amplificador con un operacional cuyo producto ganancia-ancho de banda es 2 MHz. Si se necesita una ganancia de lazo cerrado de 40 dB, ¿cuál es el ancho de banda aproximado de la señal en lazo cerrado?

  1. 200 kHz
  2. 50 kHz
  3. 20 kHz Correct answer.
  4. 2 MHz

Explanation

Una ganancia de 40 dB equivale a un factor de 100. Con realimentación negativa, el ancho de banda en lazo cerrado es aproximadamente el producto ganancia-ancho de banda dividido entre la ganancia: 2 MHz / 100 = 20 kHz.

Question 39Diseño de sistemas electrónicos analógicos

En un amplificador de dos etapas en cascada, con respuesta pasa-bajos de un solo polo por etapa y sin efectos de carga entre ellas, la primera etapa tiene una ganancia de 20 y un ancho de banda de 100 kHz, y la segunda tiene ganancia de 10 y ancho de banda de 1 MHz. ¿Cuál es el ancho de banda aproximado del conjunto a -3 dB?

  1. Aproximadamente 1 MHz
  2. Aproximadamente 91 kHz
  3. Aproximadamente 500 kHz
  4. Aproximadamente 100 kHz Correct answer.

Explanation

Para dos etapas pasa-bajos de un polo sin efectos de carga, las magnitudes normalizadas se multiplican. El punto de -3 dB satisface (1+(f/100000)²)(1+(f/1000000)²)=2, de donde f≈99,0 kHz. Por tanto, 100 kHz es la mejor aproximación; domina la etapa de menor ancho de banda.

Question 40Diseño de sistemas electrónicos analógicos

Un amplificador clase AB push-pull alimentado con ±15 V entrega una senoide de 10 V de pico sobre una carga de 8 Ω. Despreciando las caídas de saturación, ¿cuál es la potencia media aproximada entregada a la carga?

  1. 3,1 W
  2. 12,5 W
  3. 6,25 W Correct answer.
  4. 25 W

Explanation

La potencia media de una senoide sobre una resistencia es P = Vp²/(2R). Sustituyendo, P = (10 V)²/(2 × 8 Ω) = 100/16 = 6,25 W. El valor de alimentación ±15 V solo garantiza que la excursión es posible, no entra en el cálculo.

Question 41Diseño de sistemas digitales y embebidos

En un registro de desplazamiento universal de 4 bits con carga paralela, ¿qué operación permite introducir simultáneamente los cuatro bits de un dato externo en una sola transición de reloj?

  1. Desplazamiento a la izquierda con entrada serial
  2. Retención del valor actual sin cambios
  3. Carga paralela síncrona con selección de modo Correct answer.
  4. Desplazamiento a la derecha con entrada serial

Explanation

La carga paralela síncrona activa multiplexores internos que presentan las cuatro entradas de dato a los flip-flops, de modo que todos se actualizan en el mismo flanco de reloj. Las operaciones seriales solo introducen un bit por ciclo y la retención no altera el contenido.

Question 42Diseño de sistemas digitales y embebidos

Un contador síncrono módulo 10 implementado con flip-flops tipo D necesita reiniciarse tras el estado 9. ¿Qué condición de realimentación garantiza el ciclo correcto de diez estados?

  1. Detectar el estado 9 y forzar el estado 0 en el siguiente flanco Correct answer.
  2. Conectar la salida del último flip-flop a su propia entrada D
  3. Usar el acarreo del bit menos significativo como reloj
  4. Detectar el estado 10 y borrar de forma asíncrona

Explanation

En un contador módulo 10 los estados válidos son 0 a 9, por lo que al detectar el 9 la lógica combinacional debe preparar la carga de 0 para el siguiente flanco activo. Así el contador nunca permanece en un estado 10 inexistente y el ciclo tiene exactamente diez estados.

Question 43Diseño de sistemas digitales y embebidos

En una máquina de estados finitos de Moore, ¿cómo se relacionan las salidas con el estado y las entradas?

  1. Las salidas dependen solo de la entrada actual
  2. Las salidas dependen del estado siguiente y del reloj
  3. Las salidas dependen únicamente del estado actual Correct answer.
  4. Las salidas dependen del estado actual y de la entrada actual

Explanation

Por definición, en una máquina de Moore la lógica de salida es función exclusiva del estado registrado, lo que la hace estable durante todo el ciclo y evita glitches combinacionales en la salida. En una máquina de Mealy la salida sí depende también de la entrada.

Question 44Diseño de sistemas digitales y embebidos

Se requiere temporizar una rutina de espera de 5 ms con un temporizador de 16 bits que cuenta a 1 MHz. ¿Cuál es el valor de recarga más adecuado en modo de cuenta ascendente con desbordamiento?

  1. 65535 cuentas por interrupción
  2. 500 cuentas por interrupción
  3. 50000 cuentas por interrupción
  4. 5000 cuentas por interrupción Correct answer.

Explanation

A 1 MHz cada cuenta dura 1 µs, de modo que 5 ms equivalen a 5000 cuentas, valor que cabe holgadamente en un temporizador de 16 bits. Cargar el complemento adecuado permite que el desbordamiento ocurra exactamente al cumplirse ese intervalo.

Question 45Diseño de sistemas digitales y embebidos

¿Qué ventaja principal ofrece el acceso directo a memoria (DMA) frente a la transferencia por sondeo en un sistema embebido?

  1. Permite prescindir de las interrupciones del temporizador
  2. Reduce el consumo del reloj principal del sistema
  3. Transfiere bloques sin intervención continua de la CPU Correct answer.
  4. Elimina la necesidad de memoria RAM externa

Explanation

El controlador DMA mueve datos entre periféricos y memoria de forma autónoma, liberando a la CPU para otras tareas y reduciendo la latencia asociada a cada palabra. El sondeo, en cambio, obliga al procesador a comprobar el estado del periférico repetidamente.

Question 46Diseño de sistemas digitales y embebidos

En una arquitectura con memoria caché de correspondencia directa, ¿qué ocurre cuando dos direcciones distintas mapean a la misma línea?

  1. La segunda dirección expulsa a la primera y provoca fallos alternos Correct answer.
  2. La caché aumenta su tamaño para alojar ambas direcciones
  3. Ambas direcciones se almacenan en la misma línea simultáneamente
  4. El controlador desactiva la caché para esas direcciones

Explanation

En la correspondencia directa cada dirección tiene una única línea posible, por lo que dos bloques que comparten índice compiten por ella y se expulsan mutuamente, generando conflictos repetidos. Las cachés asociativas reducen este problema al permitir varias vías por conjunto.

Question 47Diseño de sistemas digitales y embebidos

Un diseño digital usa lógica combinacional con dos entradas que conmutan casi simultáneamente y una salida que presenta un pulso espurio. ¿Cuál es la causa más probable?

  1. Desbordamiento del contador de programa
  2. Riesgo estático debido a caminos con distinto retardo Correct answer.
  3. Pérdida de datos por falta de memoria caché
  4. Saturación del flip-flop por exceso de reloj

Explanation

Cuando dos caminos hacia una misma compuerta tienen retardos diferentes, una transición puede producir un pulso transitorio conocido como riesgo estático. Se mitiga con redundancia lógica o registrando la salida con un flip-flop sincronizado.

Question 48Diseño de sistemas digitales y embebidos

En una comunicación I2C, ¿qué condición señala el inicio de una transacción?

  1. Transición de SDA de alto a bajo con SCL en alto Correct answer.
  2. Flanco de subida de SCL con SDA estable en alto
  3. Transición de SDA de bajo a alto con SCL en alto
  4. Nivel bajo sostenido en SCL durante varios ciclos

Explanation

La condición de START se define como un cambio de SDA de alto a bajo mientras SCL permanece en alto, fuera de cualquier ciclo de datos. La condición de STOP es la transición inversa, de bajo a alto con SCL alto.

Question 49Diseño de sistemas digitales y embebidos

Un ADC de 12 bits con referencia de 3,3 V entrega el código 2048. ¿Cuál es aproximadamente la tensión de entrada medida?

  1. 2,48 V
  2. 3,30 V
  3. 0,80 V
  4. 1,65 V Correct answer.

Explanation

El código 2048 es la mitad del rango completo de 4096 cuentas, por lo que la tensión corresponde a la mitad de la referencia, es decir, 1,65 V. La resolución por LSB es 3,3 V dividido entre 4096, aproximadamente 0,806 mV.

Question 50Diseño de sistemas digitales y embebidos

¿Qué efecto tiene declarar una variable compartida entre una rutina de interrupción y el bucle principal como volatile en C para sistemas embebidos?

  1. Reserva la variable en una sección de memoria no volátil
  2. Garantiza atomicidad en las lecturas y escrituras
  3. Fuerza a la CPU a deshabilitar las interrupciones
  4. Impide que el compilador optimice los accesos a la variable Correct answer.

Explanation

El calificador volatile indica al compilador que el valor puede cambiar fuera del flujo visible, por lo que debe releerse de memoria en cada uso en lugar de cachearse en un registro. No aporta atomicidad ni sincronización, que requieren otras técnicas.