EC1421 - Universidad Simón Bolívar

UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
DEPARTAMENTO
ASIGNATURA
HORAS/SEMANA
REQUISITOS
ELECTRÓNICA Y CIRCUITOS
EC1421 SEÑALES Y SISTEMAS
T:3
P:1
L:2
MA3111, CO3121
U:4
PROGRAMA
OBJETIVO GENERAL DEL CURSO
Conocer las herramientas temporales y frecuenciales para representar señales
determinísticas y aleatorias, así como su aplicación para calcular la respuesta o salida
(o parámetros de la misma) que se obtiene al pasar la señal por un sistema lineal o no
lineal.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Conocer una clasificación de las lseñales y sistemas
2. Manejar formas básicas de representación de señales en tiempo y frecuencia
(espectro) y representación de sistemas lineales e invariantes en el tiempo (LIT), con
énfasis en señales sinusoidales.
3. Determinar la salida de un sistema descrito por una ecuación en diferencia o
diferencial usando el método de los coeficientes indeterminados.
4. Determinar la salida de un sistema LIT usando la convolución (discreta o continua)
entre la entrada y la respuesta al impulso del sistema.
5. Representar señales continuas, periódicas y no periódicas, usando Series y
Transformada de Fourier y sus propiedades.
6. Determinar la salida de un sistema LIT en el dominio de la frecuencia mediante la
respuesta en frecuencia.
7. Comprender el efecto de la discretización en un dominio (tiempo o frecuencia) en el
otro (frecuencia o tiempo).
8. Interpretar adecuadamente la DFT (Discrete Fourier Transform) de una señal
conociendo la frecuencia a la cual fue muestreada.
9. Caracterizar un proceso aleatorio ergódico a través de la función de autocorrelación
y la Densidad Espectral de Potencia.
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10. Establecer las relaciones entre los parámetros eléctricos y estadísticos de un
proceso estocástico.
11. Determinar parámetros eléctricos tales como potencia y valor RMS, así como
parámteros estadísticos, de una señal a la salida de un sistema, lineal o no, que ha
sido excitado por una señal aleatoria.
CONTENIDO
Introducción. Elementos de un sistema de Comunicaciones Eléctricas: Transductor,
transmisor, canal y receptor. Ruido, interferencia y distorsión. Repaso Señales y
Sistemas.
1. CLASIFICACIÓN DE SEÑALES Y SISTEMAS. Clasificación de Señales y Sistemas:
Linealidad e Invarianza en tiempo, causalidad, estabilidad. Respuesta de sistemas
lineales e invariantes en el tiempo a sinusoides. Respuesta en frecuencia. Señales
especiales.
2. ANÁLISIS TEMPORAL DE SEÑALES Y SISTEMAS CONTINUOS Y DISCRETOS.
Representación de un sistema discreto mediante ecuaciones de diferencia finita.
Representación de un sistema continuo mediante ecuaciones diferenciales.
Representación de un sistema mediante su respuesta al impulso: Convolución discreta
y continua.
3. ANÁLISIS FRECUENCIAL DE SEÑALES Y SISTEMAS CONTINUOS Y
DISCRETOS. Series de Fourier. Señales periódicas. Paso de una señal periódica por
un sistema lineal. Transformada de Fourier. Propiedades: Superposición, traslación en
tiempo, traslación en frecuencia, cambio de escala, dualidad, diferenciación,
integración. Transformada de Fourier de señales periódicas. Teorema de Rayleigh..
Series de Fourier para señales discretas en tiempo. Paso de una señal discreta por un
sistema LIT. Transformada de Fourier de señales discretas periódicas. Paso de una
señal aperiódica discreta por un sistema LIT. La transformada discreta de Fourier
(DTF). Propiedades de la DTF.
4. ANÁLISIS TEMPORAL Y FRECUENCIAL DE SEÑALES ALEATORIAS
CONTINUAS. Repaso de: Funciones de Densidad de Probabilidad, Promedios
Estadísticos, Modelos Probabilísticos. Procesos Aleatorios: Estacionaridad,
Ergodicidad, Autocorrelación, Densidad Espectral de Potencia (DEP). Filtrado.
ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS
La estrategia metodológica para la ejecución del curso es la de clases magistrales con
ciclos de preguntas y respuestas y discusión colectiva, sesiones prácticas guiadas con
resolución de ejercicios, consulta individual, apoyo audiovisual y realización de
prácticas de laboratorio de smulación computarizada de señales y sistemas.
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ESTRATEGIAS DE EVALUACIÓN
Las estrategias de evaluación consisten en una combinación de evaluaciones
teórico/prácticas de tipo escrito, tareas, supervisión de las prácticas de simulación,
presentación de informes técnicos de las mismas y una presentación oral sobre una de
las prácticas realizadas.
PRÁCTICAS DE LABORATORIO
1. Familiarización con el simulador a utilizar (por ejemplo, MATLAB o LABVIEW).
2. Convoluciones, resolución de ecuaciones en diferencia.
3. Transformada de Fourier de señales de diversos tipos, efecto de la discretización del
espectro; relación entre las líneas espectrales y las frecuencias reales a través de la
frecuencia de muestreo. Fenómeno del “aliasing”.
4. Comprobación de conceptos de probabilidades, ruido y procesos aleatorios
(ejemplo: el Teorema del límite Central, ergodicidad, caracterización de ruido.
FUENTES DE INFORMACIÓN
1. Señales y Sistemas. 2/E. Alan Oppenheim y Alan Willsky. Prentice.1998.
2. Communication Systems, A. B. Carlson 5/E. McGraw-Hill, Nueva York, 2009.
3. Señales y Sistemas continuos y discretos. S. Soliman y Mandyam Srinath. 2/E.
Prentice. 2000.
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