GESTIÓN DEL CONOCIMIENTO APRENDIZAJE Y DOCENCIA

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PLAN DE ASIGNATURA/ SEMINARIO/MÓDULO

PROGRAMA: INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIONES

4

PLAN DE ESTUDIOS: ACTA DE CONSEJO DE FACULTAD/DEPTO./CENTRO:

128

1. DATOS GENERALES ASIGNATURA/MÓDULO/SEMINARIO: PROCESAMIENTO DIGITAL DE SEÑAL Y LABORATORIO. COMPONENTE:OBLIGATORIO CAMPO: FORMACIÓN PROFESIONAL MODALIDAD:

PRESENCIAL X

CÓDIGO:

CRÉDITOS ACADÉMICOS: 3

ÁREA/MÓDULO: COMUNICACIONES BÁSICAS VIRTUAL

SEMESTRE: QUINTO

BIMODAL

PRERREQUISITOS/CORREQUISITOS: SISTEMAS LINEALES. FECHA DE ELABORACIÓN: 24 DE NOVIEMBRE DE 2009

VERSIÓN: UNO

FECHA DE ACTUALIZACIÓN: 14 DE DIC DE 2011

2. DISTRIBUCIÓN DEL TIEMPO ACADÉMICO TIEMPO DE ACOMPAÑAMIENTO DOCENTE Horas/semana:

4

Horas teóricas:

3

Horas prácticas:

1

Horas/semestre:

64

TIEMPO DE TRABAJO INDEPENDIENTE ESTUDIANTE Horas/semana:

5

Horas/semestre:

80

TOTAL TIEMPO TRABAJO ACADÉMICO 144 HORAS/SEMESTRE N° DE SEMANAS 16

3. JUSTIFICACIÓN Los procesos de comunicación y de información han dependido desde sus inicios, del estado del arte del tratamiento de señales. Es así que existe un amplio conjunto de sistemas, donde son de especial importancia los algoritmos sofisticados y el hardware para procesamiento de señales. Sistemas que van desde implementaciones militares altamente especializadas, pasando por aplicaciones industriales y biomédicas hasta llegar a la electrónica de consumo, de bajo costo y altos volúmenes de ventas. El desarrollo del anterior sinnúmero de aplicaciones, se ha beneficiado de la estrecha relación entre: la teoría del tratamiento digital, el diseño y las tecnologías de realización. En estos casos, es esencial una correcta comprensión de los conceptos del procesamiento digital de señal, para realizar un uso inteligente de las herramientas de hardware y software para la manipulación de señales e información. A partir de los conocimientos adquiridos en álgebra, cálculo y ecuaciones diferenciales, sistemas lineales, comunicaciones analógicas, comunicaciones digitales y señales aleatorias, en esta asignatura ubicada en el quinto semestre, el estudiante profundiza sobre las señales y los sistemas tanto en el dominio del tiempo como en el de la frecuencia. La información presentada forma al estudiante con las herramientas necesarias para abordar asignaturas como: Imagen y Sonido; Control con aplicaciones de sistemas realimentados y la electiva Laboratorio de Procesadores Digitales de Señal, en donde se implementan sistemas discretos por hardware. De esta forma Procesamiento digital se señales hace parte esencial en el currículo de Ingeniería de Meca trónica y para la formación de los futuros ingenieros.

11/11/2010

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4. METAS DE APRENDIZAJE • La asignatura de Procesamiento digital de la señal se centra en el análisis de señales discretas mediante diferentes procesos como la transformada Z, de Fourier y la DFT; así como la interpretación práctica de los filtros.

5. PROBLEMAS A RESOLVER • • • •

¿Qué procesos se involucran en la conversión analógica a digital y digital a analógica? ¿Cómo se analizan señales discretas mediante la transformada Z? ¿Cómo se diseñan, analizan e implementan filtros digitales? ¿Cómo se analizan señales discretas en el dominio de la frecuencia?

6. COMPETENCIAS Competencia de énfasis • Analiza señales mediante diferentes procesos como las transformadas Z y de Fourier con el fin de filtrar y/o analizar espectralmente las señales discretas que han sido previamente convertidas de analógicas a digitales cumpliendo el teorema del muestreo. Competencias específicas • Aplica los conceptos inmersos en la conversión analógica a digital con el fin digitalizar señales sin que haya pérdida de información, aplicando entre otros, el teorema de muestreo. • Analiza señales y sistemas por medio de la transformada Z y la transformada Discreta de Fourier con el fin de interpretar la información resultante en el dominio de la frecuencia. • Diseña e implementa filtros selectivos en frecuencia para aplicaciones particulares y precisas, con el fin de eliminar información no deseada, o mejorar la capacidad de interpretar la información útil de una señal discreta. • Maneja herramientas de software especializado como Matlab con el fin de diseñar e implementar procedimientos de tratamiento digital de señales discretas. Competencias genéricas Comunicación en lengua materna: • Construye y aplica conocimiento para la solución de problemas de procesamiento de señales, argumentando de forma oral o escrita la solución fruto del análisis del problema dentro de un enfoque multidisciplinario. Comunicación en lengua extranjera: • Usa textos, revistas y catálogos en inglés para el estudio y la profundización teórico-conceptual de temas relacionados con el procesamiento digital de señales discretas buscando la internacionalización de su profesión. Pensamiento matemático: • Interpreta y analiza problemas de procesamiento de señal de tal forma que pueda abstraer, deducir e inducir conceptos. Ciudadanía: • Trabaja en forma activa en equipos interdisciplinarios, manejando la tolerancia y el respeto por las ideas de sus compañeros. Acepta y reconoce sus errores y los subsana haciéndose copartícipe de la autoevaluación. Ciencia, tecnología y manejo de la información: • Procesa la información, se interesa por aquella relacionada con sus intereses personales, se esfuerza por alcanzar la excelencia en la búsqueda y generación de conocimiento y participa efectivamente en grupos que buscan y generan nueva información.

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7. DISCIPLINAS QUE SE INTEGRAN Diseño de circuitos, instrumentación, Señales y sistemas.

8. TEORÍAS Y CONCEPTOS SEÑALES DISCRETAS 1. Señales y sistemas en tiempo discreto. 2. Concepto de frecuencia en señales en tiempo continuo y en tiempo discreto. 3. Conversión analógico-digital y digital-analógico. 4. Implementación de sistemas discretos en formas directas, transpuestas y paralelas. 5. Correlación de señales discretas y Autocorrelación. 6. Interpolación y diezmado. − Prácticas de laboratorio: • Propiedades de los sistemas • muestreo y cuantizacion • Correlación TRANSFORMADA Z 2. Transformada z y transformada z inversa. 3. Propiedades. 4. Transformada z racional. 5. Transformada z unilateral 6. Análisis en el dominio z de sistemas LTI. 7. Análisis en frecuencia de señales y sistemas. 8. Relación de la transformada de Fourier con la transformada z. 9. Respuesta en frecuencia a señales exponenciales complejas y sinusoidales. 10. Relaciones entre la función de transferencia y la respuesta en frecuencia. 11. Sistemas LTI como filtros selectivos en frecuencia. 12. Filtros pasa alto, pasa bajo y pasa banda, resonadores digitales, ranura, peine, paso todo y osciladores digitales sinusoidales − Prácticas de laboratorio: • Transformada Z • Filtros digitales TRANSFORMADAS DISCRETA DFT Y RÁPIDA DE FOURIER FFT 1. La transformada de Fourier discreta y Propiedades. 2. Métodos de filtrado lineal basados en la DFT. 3. Uso de la DFT en el filtrado lineal. 4. Filtrado de secuencias de larga duración. 5. Análisis en frecuencia de señales usando la DFT. 6. Cálculo eficiente de la DFT. 7. Metodología de divide y vencerás. 8. Algoritmos para la fft base 2. 9. Aplicaciones de los algoritmos para la fft. 10. Introducción al tratamiento de señales multidimensionales. − Prácticas de laboratorio • DFT • Análisis espectral

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9. METODOLOGÍA Modelo Pedagógico: Problémico. • Clase Participativa.Con lo cual se pretende dar al estudiante lafundamentación necesaria en cada uno de los temas;construyendo escenarios simulados por parte del profesor, basados en preguntas, que le permitirán al estudiante la aprehensión del conocimiento y con ello motivar una participación activa del mismo. •

Solución de problemas en clase.Esta actividad constituye un buen complemento, puesto que le permite al estudiante comenzar a afianzar la teoría previamente presentada.

•

Tiempo independiente. Existen trabajos que el estudiante debe realizar en un tiempo adicional al de las horas de clase y que serán orientados por el docente.

•

Tutorías Guiadas por el profesor. Los alumnos pueden realizar consultas para aclarar dudas y afianzar sus conocimientos.

•

Discusión, análisis y aplicación de determinados tópicos referentes a la asignatura, mediante el cual los estudiantes pueden formular soluciones, exponer sus ideas en el aula, y posteriormente aplicarlo en sus materias complementarias. Uso de herramientas computacionales para la realización de asignaciones.

• Talleres de Aplicación.Desarrollo de talleres individuales y grupales que se resuelven en clase con posibilidad de consulta extraclase personal en las horas asignadas como tutorías del docente. • Prácticas de Laboratorio. Implementación en MATLAB de los conceptos vistos en los ejes temáticos, con el fin de poner en práctica los conocimientos teóricos. Se realizarán las siguientes prácticas: 1. Propiedades de los sistemas 2. muestreo y cuantización 3. Correlación 4. Transformada Z 5. Filtros digitales 6. DFT 7. Análisis espectral • Evaluación de los temas expuestos. Por el docente, bajo su supervisión y guía, estimulando a los estudiantes a la apropiación de los fundamentos expuestos en el aula de clase. • Proyecto Integrador o de Materia. Mediante esta estrategia metodológica se pretende que el estudiante comprenda y expanda su visión alrededor de la potencialidad e integración de las asignaturas propias del semestre, generando así aplicaciones en el área de las Telecomunicaciones a partir de las competencias que le proporciona cada asignatura. El proyecto integrador se define en claustro de docentes al inicio del semestre. Si la asignatura no queda incluida dentro del proyecto integrador, el docente podrá planificar el correspondiente proyecto de asignatura.

10. EVALUACIÓN Ver anexo Evaluación.

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11. RECURSOS BIBLIOGRAFÍA BÁSICA Y COMPLEMENTARIA [1] PROAKIS, Jhon: Tratamiento Digital de Señales. Tercera edición. Editorial Prentice Hall. 1998. [2] OPPENHEIM, Alan: Tratamiento de Señales en Tiempo Discreto. Segunda Edición. Editorial Pearson. 1999. [3] ASHOK Albardar: Procesamiento de señales analógicas y digitales. Segundo Edición. Thomson Learning. 2002. [4] ALBIOL, Antonio. Tratamiento Digital de la Señal. Primera edición. Universidad Politécnica de Valencia España. 2000. [5] SORIA, E. y otros. Tratamiento digital de señales. Primera edición. Pearson. 2000. [6] ROBERTS, M. J. Señales y Sistemas. Primera edición en español, Mc graw Hill. 2004. [7] HSU, Huwei P. Análsis de Fourier. Primera edición. Addison Wesley Longman. 1987. [8] SOLIMAN, Samir y SRINATH, Mandyam: Señales y Sistemas continuos y discretos, Segunda Edición, Prentice Hall. 1999. [9] KAMEN, Edward: Introducción a Señales y Sistemas, CECSA. 1996. WEBGRAFÍA [1] www.dspguru.com [2] www.mathworks.com [3] www.tecnun.es/asignaturas/tratamiento%20digital/tds5.html MEDIOS AUDIOVISUALES Diapositivas, Videobeam. SOFTWARE, AULAS VIRTUALES Y OTROS ESPACIOS ELECTRÓNICOS Matlab. LABORATORIOS Y/O SITIOS DE PRÁCTICA Una de las tres horas semanales de clase de tiempo presencial se realizará en una sala cuyos equipos deben tener instalado el software Matlab. Laboratorio telemática, sala Integrada Mecatrónica, Laboratorio Mecatrónica 202 EQUIPOS Y MATERIALES Tarjetas de adquisición de datos, osciloscopios, generadores de señal, tarjetas DSP.