Senyals i Sistemes

Esteu aquí

Crèdits
6
Tipus
Obligatòria
Requisits
Aquesta assignatura no té requisits, però té capacitats prèvies
Departament
TSC
El conjunt de tècniques i algoritmes que permeten estudiar, detectar, transformar, processar, transmetre i classificar senyals s'anomena processament de senyal. En aquesta assignatura s'ofereix una introducció a la teoria fonamental d'aquesta disciplina tant per a senyals unidimensionals com bidimensionals. Durant el curs es caracteritzen els senyals i els sistemes en el domini del temps i en el domini de la freqüència mitjançant la Transformada de Fourier en les seves versions analògica i discreta. El teorema de mostreig permet processar senyals analògics mitjançant tècniques discretes i així poder aplicar algoritmes computacionalment eficients. El curs introdueix el concepte de filtre i filtrat sobre senyals, i es dissenyen filtres mitjançant especificacions en el domini de la freqüència.

Professorat

Responsable

  • Olga Muñoz Medina ( )

Altres

  • Orestes Mas Casals ( )

Hores setmanals

Teoria
2
Problemes
2
Laboratori
0
Aprenentatge dirigit
0
Aprenentatge autònom
6

Competències

Competències Tècniques

Competències tècniques

  • CE5 - Dissenyar i aplicar tècniques de processat de senyal, triant entre diferents eines tecnològiques, incloses les de visió artificial, de reconeixement del llenguatge parlat i de tractament de dades multimèdia.

Competències Transversals

Transversals

  • CT5 [Avaluable] - Ús solvent dels recursos d'informació. Gestionar l'adquisició, l'estructuració, l'anàlisi i la visualització de dades i informació en l'àmbit de l'especialitat i valorar de forma crítica els resultats d'aquesta gestió.

Bàsiques

  • CB5 - Que els estudiants hagin desenvolupat aquelles habilitats d'aprenentatge necessàries per emprendre estudis posteriors amb un alt grau d'autonomia

Competències Tècniques Generals

Genèriques

  • CG1 - Concebre sistemes computacionals que integren dades de procedències i formes molt diverses, construeixen amb ells models matemàtics, raonen sobre aquests models i actuen en conseqüència, aprenent de l'experiència.
  • CG2 - Elegir i aplicar els mètodes i tècniques més adequats a un problema definit per dades que representin un repte pel seu volum, velocitat, varietat o heterogeneïtat, inclosos mètodes informàtics, matemàtics, estadístics i de processament del senyal.
  • CG5 - Poder recórrer a coneixements fonamentals i metodologies de treball sòlides adquirits durant els estudis per adaptar-se als nous escenaris tecnològics del futur.

Objectius

  1. L'estudiant ha de ser capaç de comprendre i dominar els conceptes bàsics de senyals, sistemes lineals i les funcions i transformades relacionades.
    Competències relacionades: CG2, CG5, CB5,
  2. L'estudiant ha de saber analitzar matemàticament senyals i sistemes en el domini del temps, tant per a un entorn analògic com digital.
    Competències relacionades: CG5, CB5,
  3. L'estudiant ha de saber fer analitzar matemàticament senyals i sistemes analògics en el domini de la freqüència.
    Competències relacionades: CG5, CB5,
  4. L'estudiant ha de saber fer analitzar matemàticament senyals i sistemes discrets en el domini de la freqüència.
    Competències relacionades: CG5, CB5,
  5. L'estudiant ha de ser capaç d'avaluar filtres discrets i aplicar-los a sistemes reals
    Competències relacionades: CE5, CG2, CG5, CB5,
  6. L'estudiant ha de saber plantejar correctament un problema a partir de l'enunciat proposat i identificar les opcions per a la seva resolució, aplicar el mètode de resolució adequat i saber validar la solució.
    Competències relacionades: CT5, CG2, CB5,
  7. L'estudiant ha de saber interpretar i utilitzar senyals i sistemes discrets en 1D i 2D als dominis temporal/espaial.
    Competències relacionades: CE5, CG1, CG2,
  8. L'estudiant ha de ser capaç d'aplicar la representació freqüencial de senyals i sistemes per resoldre diverses aplicacions.
    Competències relacionades: CE5, CT5, CG2,
  9. L'estudiant ha de saber identificar, modelar i plantejar problemes a partir de situacions obertes. També explorar i aplicar les alternatives per a la seva resolució. Treballarà amb aproximacions.
    Competències relacionades: CE5, CG1, CG2, CG5,
  10. L'estudiant ha de saber utilitzar de forma autònoma les eines, instruments i aplicatius software disponibles en els laboratoris de les matèries bàsiques i avançades. Coneixer el seu funcionament i les seves limitacions.
    Competències relacionades: CE5, CT5, CG1, CG2,
  11. L'estudiant ha de coneixer eines addicionals útils per a processar senyals discrets genèrics en els dominis temporal i transformat.
    Competències relacionades: CE5, CG1, CG2,
  12. L'estudiant ha de ser capaç d'avaluar avantatges i inconvenients de diferents alternatives tecnològiques per implementar sistemes d'anàlisi de senyals analògics i discrets.
    Competències relacionades: CE5, CT5, CG2,

Continguts

  1. Senyals i sistemes al domini temporal (o espacial)
    Senyals i sistemes analògics i discrets.
    Convolució.
    Correlació.
    Caracterització dels sistemes lineals i temporalment invariants.
  2. Senyals i sistemes de temps continuo al domini freqüencial
    Transformada de Fourier de senyals analògiques.
    Mostreig i reconstrucció.
  3. Senyals i sistemes de temps discret al domini freqüencial
    Transformada de Fourier de seqüències.
    Delmat i interpolació.
    Anàlisi freqüencial de senyals i sistemes de temps discret.
    Transformada discreta de Fourier.
  4. Representació, anàlisi i disseny de filtres lineals
    Transformada Z.
    Disseny de filtres lineals.

Activitats

Activitat Acte avaluatiu


Senyals i sistemes analògics i digitals

Assistència a sessions de teoria i problemes. Resolució autònoma a casa de problemes proposats.
Objectius: 2 6
Continguts:
Teoria
2h
Problemes
2h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
4h

Convolució

Assistència a sessions de teoria i problemes. Resolució autònoma a casa de problemes proposats.
Objectius: 1 2 6
Continguts:
Teoria
2h
Problemes
2h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
4h

Correlació

Assistència a sessions de teoria i problemes. Resolució autònoma de problemes proposats a casa.
Objectius: 1 2 6
Continguts:
Teoria
2h
Problemes
2h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
4h

Caracterització de sistemes lineals i invariants

Assistència a sessions de teoria i problemes. Resolució autònoma a casa de problemes proposats.
Objectius: 1 2 6
Continguts:
Teoria
2h
Problemes
2h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
4h

Transformada de Fourier de senyals analògiques

Assistència a sessions de teoria i problemes. Resolució autònoma a casa de problemes proposats.
Objectius: 6 3
Continguts:
Teoria
2h
Problemes
2h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
4h

Mostreig i reconstrucció. Teorema de Nyquist

Assistència a sessions de teoria i problemes. Resolució autònoma a casa de problemes proposats.
Objectius: 2 6 3
Continguts:
Teoria
2h
Problemes
2h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
4h

Transformada de Fourier de seqüències

Assistència a sessions de teoria i problemes. Resolució autònoma a casa de problemes proposats.
Objectius: 6 4
Continguts:
Teoria
2h
Problemes
2h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
4h

Delmat i interpolació

Assistència a sessions de teoria i problemes. Resolució autònoma a casa de problemes proposats.
Objectius: 2 6 4
Continguts:
Teoria
2h
Problemes
2h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
4h

Anàlisis freqüencial de senyals i sistemes discrets

Assistència a sessions de teoria i problemes. Resolució autònoma a casa de problemes proposats.
Objectius: 6 4
Continguts:
Teoria
2h
Problemes
2h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
4h

Transformada discreta de Fourier (DFT)

Assistència a sessions de teoria i problemes. Resolució autònoma a casa de problemes proposats.
Objectius: 6 4
Continguts:
Teoria
2h
Problemes
2h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
4h

Transformada Z

- Definición de TZ, propiedades y ejemplos. - Caracterización de sistemas definidos mediante EDFs.
Objectius: 11 12
Continguts:
Teoria
2h
Problemes
2h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
4h

Disseny de filtres

Assistència a sessions de teoria i problemes. Resolució autònoma a casa de problemes proposats.
Objectius: 8 5
Continguts:
Teoria
2h
Problemes
2h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
4h

Pràctica: convolució i correlació

Pràctica guiada en horari lectiu.
Objectius: 7 9 5 10
Setmana: 4
Tipus: examen de laboratori
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
2h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
2h

Pràctica: anàlisis de senyals bàsics al domini freqüencial

Pràctica guiada en horari lectiu.
Objectius: 8 10
Setmana: 9
Tipus: examen de laboratori
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
2h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
2h

Pràctica: anàlisi freqüencial del senyal de veu

Pràctica guiada en horari lectiu.
Objectius: 8 10
Setmana: 11
Tipus: examen de laboratori
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
2h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
2h

Pràctica: pre-processat d'ECGs sorollosos

Pràctica guiada en horari lectiu.
Objectius: 8 5 10
Setmana: 14
Tipus: examen de laboratori
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
2h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
2h

Examen parcial


Objectius: 1 2 8 7 6 3
Setmana: 9
Tipus: examen de teoria
Teoria
2h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
8h

Examen final


Objectius: 1 2 8 7 6 3 4
Setmana: 15 (Fora d'horari lectiu)
Tipus: examen final
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
3h
Aprenentatge autònom
16h

Test 1


Objectius: 2
Setmana: 5 (Fora d'horari lectiu)
Tipus: examen de teoria
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
3h
Aprenentatge autònom
0h

Test 2


Objectius: 3
Setmana: 7 (Fora d'horari lectiu)
Tipus: examen de teoria
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
3h
Aprenentatge autònom
0h

Test 3


Objectius: 4
Setmana: 12 (Fora d'horari lectiu)
Tipus: examen de teoria
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
3h
Aprenentatge autònom
0h

Metodologia docent

L'assignatura es basa en classes presencials de teoria, de problemes i de laboratori.

Les classes de teoria segueixen el programa definit en aquesta guia docent. Dins les classes de teoria i problemes, es promociona el diàleg entre el professor i els estudiants proporcionant problemes i activitats a realitzar conjuntament basades en aspectes particulars del tema que s'està tractant.

Les classes de laboratori es focalitzen en els temes de Transformada de Fourier, filtratge i processament de senyals. Es basen en enunciats de pràctiques en ordinador guiades per un enunciat.

Les classes de teoria i problemes es faran en castellà. Les pràctiques de laboratori es faran en català.

Mètode d'avaluació

La nota final de l'assignatura s'obté a partir de les notes de

- Qüestionaris: Q (6%)
- L'examen parcial: P (19%)
- L'examen final: F (60%)
- Les pràctiques: L (15%)


Nota final = max( 0,19 P + 0,06 Q + 0,15 L +0,6 F; 0,15 L + 0,85 F )

En cas de fer l'examen de Reavaluació (R), el càlcul de la nota és:

Nota final = 0,85 R+0,15 L

Bibliografia

Bàsica:

Complementaria:

Capacitats prèvies

Els coneixements adquirits a les assignatures del Grau del quadrimestre anterior.