Guía de actividades y Rúbrica de evaluación - Paso 3 – Planificar métodos y herramientas para el diseño de filtros digitales

Universidad Nacional Abierta y a Distancia
Vicerrectoría Académica y de Investigación
Guía de actividades y rúbrica de evaluación – Paso 3 – Planificar
métodos y herramientas para el diseño de filtros digitales
1. Descripción general del curso
Escuela o Unidad
Académica
Nivel de
formación
Campo de
Formación
Nombre del
curso
Código del curso
Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e
Ingeniería
Profesional
Tipo de curso
Número de
créditos
Metodológico
3
Formación disciplinar
Procesamiento Digital de Señales
299004
Habilitable Si ☐ No ☒
2. Descripción de la actividad
Tipo de
Individ
Colaborativ
Número de
☒
☒
4
actividad:
ual
a
semanas
Momento
de la
Intermedia,
☒
Inicial ☐
Final ☐
evaluación
unidad:
:
Peso evaluativo de la
Entorno de entrega de actividad:
actividad: 115
Seguimiento y evaluación
Fecha de inicio de la
Fecha de cierre de la actividad:
actividad: 7 de octubre
sábado, 2 de noviembre de 2019
de 2019
Competencia a desarrollar:
•
El estudiante interpreta la transformada Z y los sistemas
descritos mediante ecuaciones en diferencia, a través de
simulación y análisis matemático en el dominio del tiempo y la
frecuencia
Temáticas a desarrollar:
•
•
•
•
Transformada Z
Filtros descritos mediante ecuaciones en diferencia
Función de transferencia
Respuesta en frecuencia
Pasos, fases o etapa de la estrategia de aprendizaje a
desarrollar
Paso 3 – Planificar métodos y herramientas para el diseño de filtros
digitales
NOTA: Recordar que la descripción del proyecto se encuentra en el
anexo 1
Actividades a desarrollar
•
Cada estudiante escogerá una (1) ecuación de diferencia de las
expuestas a continuación, luego reportará en el foro su decisión,
esto con el fin de que cada estudiante tenga una ecuación
diferente.
Ecuaciones de diferencia:
𝑦[𝑛] = 𝑏0 𝑥[𝑛] + 𝑏1 𝑥[𝑛 − 1] + 𝑏2 𝑥[𝑛 − 2] − 𝑎1 𝑦[𝑛 − 1] + 𝑎2 𝑦[𝑛 − 2]
𝑦[𝑛] = 𝑏0 𝑥[𝑛] + 𝑏1 𝑥[𝑛 − 1] − 𝑎1 𝑦[𝑛 − 1]
𝑦[𝑛] = 𝑏0 𝑥[𝑛] + 𝑏1 𝑥[𝑛 − 1] + 𝑎1 𝑦[𝑛 − 1]
𝑦[𝑛] = 𝑏0 𝑥[𝑛] − 𝑎1 𝑦[𝑛 − 1] − 𝑎2 𝑦[𝑛 − 2]
𝑦[𝑛] = 𝑏0 𝑥[𝑛] + 𝑏1 𝑥[𝑛 − 1] + 𝑏2 𝑥[𝑛 − 2]
•
Cada estudiante realizará el diagrama de bloques de su ecuación
de diferencia en la página de internet:
https://www.draw.io/
Para ingresar a la aplicación, deben dar click donde aparece:
“Decide Later”. Una vez realicen el diagrama, pueden tomar
pantallazo y copiarlo al informe.
NOTA: También puede realizarlo en otro software que permita
realización de diagramas de flujo, no se tendrán en cuenta
diagramas encontrados y/o copiados de internét.
•
Cada estudiante realizará la transformada Z de la ecuación de
diferencias. Esta debe realizarse en el editor de ecuaciones de
Word. No se aceptan pantallazos.
•
Una vez se tenga la transformada Z de la ecuación de diferencia,
cada estudiante hallará la función de transferencia del sistema
H(Z). Esto también se realizará con el editor de ecuaciones de
Word. Recordar que la función de transferencia es:
𝑯(𝒁) =
•
𝒀(𝒁)
𝑿(𝒛)
Una vez se tenga la función de transferencia, se hallará la
respuesta en frecuencia del sistema, remplazando:
𝒁 = 𝒆𝒋𝒘
•
Una vez se cuente con la respuesta en frecuencia del sistema, se
hallará la magnitud de la respuesta en frecuencia, para ello se
aplicará la identidad de Euler, que según el caso se podría utilizar
cualquiera de las siguientes ecuaciones:
𝒆𝒋𝒘 = 𝐜𝐨 𝐬(𝒘) + 𝒋𝒔𝒊𝒏(𝒘)
𝒆−𝒋𝒘 = 𝐜𝐨 𝐬(𝒘) − 𝒋𝒔𝒊𝒏(𝒘)
Para hallar la función de magnitud, recordar utilizar la siguiente
ecuación:
⃓ 𝒂 + 𝒃𝒋 ⃓ = √𝒂𝟐 + 𝒃𝟐
Donde a y b son los coeficientes del número imaginario (𝒂 + 𝒃𝒋)
•
Se hallará la función que represente la respuesta en Fase del
sistema, recordar utilizar la siguiente ecuación:
𝒃
Ɵ(𝒂 + 𝒃𝒋) = 𝒂𝒓𝒄𝒕𝒂𝒏 ( )
𝒂
Donde a y b son los coeficientes del número imaginario (𝒂 + 𝒃𝒋)
NOTA: Para los sistemas recursivos (retrasos en salida) y no
recursivos (retrasos en entrada), deben separar los términos
reales de los imaginarios, con el fin de hallar las funciones de
magnitud y fase. En el caso de los sistemas recursivos, deben
multiplicar el numerador y denominador de la función racional,
por el complejo conjugado del denominador. Recordar realizar
todas las ecuaciones en el editor de Word (No se aceptan
imágenes)
•
Realizar simulación en Matlab (Simulink), para hallar los
siguientes diagramas:
➢ Respuesta al impulso del sistema
➢ Diagrama de polos y ceros
➢ Diagrama de Bode
•
Cada estudiante realizará de manera individual, aportes teóricos
(incluir ecuaciones con editor de word) sobre los siguientes
temas:
1) ¿Qué es la transformada Z?
2) ¿Qué representa Z en una función?
3) ¿Cuál es la diferencia entre la transformada Z bilateral y la
unilateral?
4) ¿Cómo se calcula los polos y ceros de una transformada Z?
5) ¿Qué es la respuesta en frecuencia de un sistema?
6) ¿Qué es la respuesta en fase de un sistema?
Entor
nos
para
su
desar
rollo
•
•
Entorno de Aprendizaje colaborativo: Socializar la
actividad con los demás compañeros del grupo.
Entorno de Seguimiento y Evaluación:
Realizar la entrega de la actividad en formato .pdf
Individuales:
Produ
ctos a
entre
gar
por el
estudi
ante
•
Cada estudiante debe desarrollar una (1) de las
ecuaciones en diferencia, utilizando el editor de
ecuaciones de Word para su desarrollo y entrega de
avances.
•
Cada estudiante realizará el diagrama de bloque de uno
de los efectos de audio del proyecto, cabe resaltar que
cada procesador es diferente para cada estudiante. El
tutor asignado designará los efectos a cada estudiante.
•
Cada estudiante realizará aportes teóricos sobre las seis
(6) preguntas enunciadas en las actividades a
desarrollar, debe redactar con sus propias palabras y
citar adecuadamente en formato IEEE. Además,
todo el documento y avances deben entregarse en
formato IEEE doble columna.
Adjunto página de ayuda para citar y referenciar en
IEEE:
https://biblioguias.uam.es/citar/estilo_ieee
La plantilla IEEE pueden descargarla en el siguiente
enlace:
https://drive.google.com/file/d/1jEPPOS_OcRE2kBnNM
pGuQipbw78YbP66/view?usp=sharing
•
El estudiante debe subir avances de sus ejercicios
matemáticos, y de la parte teórica, en el foro relacionado
al Paso 3. del entorno de aprendizaje colaborativo
•
El estudiante debe realimentar los avances de los demás
estudiantes, en cuanto a la parte matemática y teórica.
Aportes Colaborativos:
•
Se realizará un informe grupal en formato .pdf el cual
debe entregarse en el entorno de evaluación y
seguimiento,
con
la
siguiente
extensión:
grupoXX_Paso3.pdf
Donde XX es el número del grupo colaborativo, recordar
que el informe final de grupo, debe estar en
formato IEEE doble columna, al igual que las
referencias y citas en IEEE.
NOTA IMPORTANTE: Los ejercicios y aportes teóricos
de cada estudiante, deben estar identificados con
nombre y apellido en el informe final.
•
El informe IEEE debe tener la siguiente estructura:
➢ Resumen en inglés (Abstract)
➢ Introducción
➢ Contenido (Contenido teórico, informe sobre el
desarrollo de la ecuación en diferencia, simulación
en matlab, diagramas de bloque de los
procesadores del proyecto)
➢ Resultados y Conclusiones
➢ Bibliografía en norma IEEE
Lineamientos generales del trabajo colaborativo para el
desarrollo de la actividad
Planeación
de
actividades
para el
desarrollo
del trabajo
colaborativo
Roles a
desarrollar
por el
estudiante
dentro del
grupo
colaborativo
Roles y
responsabili
dades para
la
producción
de
entregables
por los
estudiantes
Uso de
referencias
Políticas de
plagio
La participación individual en el foro es requerida para
que haya socialización en el desarrollo de la actividad,
esto conduce a un aprendizaje colaborativo, por medio
de los aportes de los estudiantes y el tutor.
Cada uno de los estudiantes será responsable de su
participación en el foro y de la realimentación que debe
realizar a sus compañeros.
La entrega es colaborativa, es decir que todos los
estudiantes deben velar por la entrega del informe final
en formato .pdf, recuerden que la entrega se realiza en
el entorno de Seguimiento y Evaluación.
Las referencias se realizarán en formato IEEE
En el acuerdo 029 del 13 de diciembre de 2013, artículo
99, se considera como faltas que atentan contra el
orden académico, entre otras, las siguientes: literal e)
“El plagiar, es decir, presentar como de su propia
autoría la totalidad o parte de una obra, trabajo,
documento o invención realizado por otra persona.
Implica también el uso de citas o referencias faltas, o
proponer citad donde no haya coincidencia entre ella y
la referencia” y liberal f) “El reproducir, o copiar con
fines de lucro, materiales educativos o resultados de
productos de investigación, que cuentan con derechos
intelectuales reservados para la Universidad.
Las sanciones académicas a las que se enfrentará el
estudiante son las siguientes:
a) En los casos de fraude académico demostrado en
el trabajo académico o evaluación respectiva, la
calificación que se impondrá será de cero punto
cero (0.0) sin perjuicio de la sanción disciplinaria
correspondiente.
b) En los casos relacionados con plagio demostrado
en el trabajo académico cualquiera sea su
naturaleza, la calificación que se impondrá será
de cero punto cero (0.0), sin perjuicio de la
sanción disciplinaria correspondiente
Para conocer la forma como se referencian los
documentos consulte el siguiente documento: Centro
de Escritura Javeriano ( ) Normas APA. Sexta edición.
Recuperado de:
http://centrodeescritura.javerianacali.edu.co/index.ph
p?option=com_content&view=article&id=138:normas
-apa&catid=45:referencias-bibliograficas&Itemid=
4. Formato de Rubrica de evaluación
Formato rúbrica de evaluación
Actividad
☒
Tipo de actividad:
Actividad individual ☒
colaborativa
Momento de la
Intermedia,
☒
Inicial ☐
evaluación
unidad
Niveles de desempeño de la actividad individual
Aspectos
evaluados
Valoración alta
Valoración media
Valoración baja
Respuesta a
preguntas
Diagrama de
Flujo
El estudiante realiza
El estudiante da
una correcta
respuesta correcta a investigación a 3 o
las 6 preguntas de la
menos de las
unidad 2 sobre
preguntas teóricas
transformada z,
sobre transformada
polos
z, polos y ceros,
y ceros, respuesta en
respuesta en
frecuencia y fase
frecuencia y fase
El estudiante no
realiza la
investigación a las
preguntas teóricas
de la unidad 2
(Hasta 12 puntos) (Hasta 6 puntos)
(Hasta 0 puntos)
El estudiante entrega
El estudiante
el diagrama de
entrega el diagrama
bloque de la ecuación
de bloque de la
en diferencia
ecuación en
El estudiante no realizó el
seleccionada,
diferencia
Diagrama
demostrando
seleccionada, pero
propiedad y
el diagrama no es
coherencia en la
coherente con la
interpretación de la
ecuación
ecuación
(Hasta 8 puntos)
Transformada
Z
(Hasta 4 puntos)
Final
Puntaje
12
8
(Hasta 0 puntos)
El estudiante realiza
El estudiante no realizó la
correctamente la
El estudiante realiza
ecuación
transformada Z de la la transformada Z
ecuación en
de la ecuación en
☐
8
Función de
transferencia
diferencia
seleccionada,
aplicando propiedad
de desplazamiento.
diferencia
seleccionada, pero
no se aplica
correctamente la
propiedad de
desplazamiento.
(Hasta 8 puntos)
(Hasta 4 puntos)
El estudiante realizó
correctamente la
ecuación de función
de transferencia
H(Z), mostrando el
procedimiento y su
dominio en el
álgebra.
(Hasta 8 puntos)
Respuesta en
Frecuencia
El estudiante
realizó
Correctamente
La ecuación de
Respuesta
Frecuencia,
Remplazando
la variable z
(Hasta 8 puntos)
Magnitud de
Respuesta en
frecuencia
El estudiante
realizó
Correctamente
La ecuación de
Magnitud de
Respuesta en
Frecuencia,
(Hasta 0 puntos)
El estudiante realizó
la ecuación de
función de
transferencia H(Z),
El estudiante no realizó la
pero no se muestra
ecuación
el procedimiento ni
el dominio del
álgebra requerida.
(Hasta 4 puntos)
El estudiante
realizó
La ecuación de
Respuesta
Frecuencia,
pero
no se muestra
el procedimiento
ni el dominio
del álgebra
requerida.
(Hasta 0 puntos)
(Hasta 4 puntos)
El estudiante
realizó
La ecuación de
Magnitud de
Respuesta en
Frecuencia,
Pero no aplicó
Correctamente la
(Hasta 0 puntos)
El estudiante
no
realizó la ecuación
El estudiante
no realizó
la ecuación
8
8
8
Aplicando la
Identidad de Euler
Identidad de Euler
O no separó
Y separando
Correctamente
Correctamente
Los términos
Los términos
Reales e
Reales e imaginarios
imaginarios
(Hasta 8 puntos) (Hasta 4 puntos)
Respuesta en
fase
(Hasta 0 puntos)
El estudiante
realizó
Correctamente
La ecuación de
Respuesta en
Fase,
Aplicando la
Identidad de Euler
Y separando
Correctamente
Los términos
Reales e imaginarios
El estudiante
realizó
La ecuación de
Respuesta en
Fase,
Pero no aplicó
Correctamente la
Identidad de Euler
O no separó
Correctamente
Los términos
Reales e
imaginarios
El estudiante
no realizó
la ecuación
(Hasta 8 puntos)
(Hasta 4 puntos)
(Hasta 0 puntos)
Realizó la
simulación,
Pero no generó
Alguno de los
Diagramas
solicitados,
Correspondientes
La función H(Z) de
La ecuación
En diferencia
Trabajada
inicialmente
El estudiante no
realizó la
simulación
Realizó la simulación
Correctamente,
Generando los
Diagramas de Bode,
Polos y Ceros,
Y respuesta al
Simulación en
Impulso,
Matlab
(Componente Correspondientes a
La función H(Z) de
práctico)
La ecuación
En diferencia
Trabajada
inicialmente
(Hasta 13
(Hasta 0 puntos)
puntos)
Niveles de desempeño de la actividad colaborativa
8
25
(Hasta 25 puntos)
Puntaje
Aspectos
evaluados
Realimentación
De preguntas y
ejercicios
Valoración alta
Valoración media
Valoración baja
El estudiante
realimenta por
lo menos tres
aportes de los
demás
compañeros,
evidenciando que
conoce y domina
los temas de la
unidad
El estudiante
realimenta menos
de 3 aportes
de los demás
compañeros,
evidenciando que
conoce y domina
los temas de la
unidad
El estudiante
no realimenta los
aportes de los
demás
compañeros,
evidenciando que
no
conoce y domina
los temas de la
unidad
(Hasta 10 puntos) (Hasta 5 puntos)
Entrega,
formato y
extensión del
informe
El informe
entregado cumple
con el formato pdf
y extensión
indicada en la
guía de
actividades.
El informe
entregado cumple
parcialmente
con el formato pdf
y extensión
indicada en la
guía de
actividades.
(Hasta 7 puntos)
(Hasta 4 puntos)
El grupo
El grupo
Determina tres de
Determina los cinco
los
Diagramas de bloque
Diagramas de
De los procesadores
Diagramas de
bloque
Solicitados en el
bloque de los
De los procesadores
Proyecto, y el grupo
procesadores
Solicitados en el
Argumenta la
del proyecto
Proyecto, pero no
utilización
del curso
Argumenta la
De los diagramas
Utilización de los
FIR e IIR en los
Diagramas FIR e
Procesadores del
IIR
mismo
10
(Hasta 0 puntos)
El informe
No se entrega
7
(Hasta 0 puntos)
El grupo
No determina los
Diagramas de
bloque
De los procesadores
Solicitados en el
Proyecto y no
Relaciona la
Aplicación de las
Estructuras FIR e
IIR
Con el proyecto del
curso
13
(Hasta 13 puntos) (Hasta 6 puntos)
(Hasta 0 puntos)
Calificación final
115