Senyals i Sistemes

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

Altres

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.
      Caracterització dels sistemes lineals i temporalment invariants.
      Correlació.
    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.
      Anàlisi freqüencial de senyals i sistemes de temps discret.
      Delmat i interpolació.
      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

    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

    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

    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
    0h
    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

    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

    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

    Transformada discreta de Fourier (DFT)

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

    Pràctica: convolució i correlació

    Pràctica guiada en horari lectiu (avaluable)
    Objectius: 7 9 5 10
    Continguts:
    Teoria
    0h
    Problemes
    2h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    2h

    Pràctica: vocoder

    Pràctica guiada en horari lectiu (avaluable)
    Objectius: 7 9 5 10
    Continguts:
    Teoria
    0h
    Problemes
    2h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    2h

    Pràctica: anàlisis de senyals bàsics al domini freqüencial

    Pràctica guiada en horari lectiu (avaluable)
    Objectius: 8 10
    Continguts:
    Teoria
    0h
    Problemes
    2h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    2h

    Pràctica: anàlisi freqüencial del senyal de veu

    Pràctica guiada en horari lectiu (avaluable)
    Objectius: 8 10
    Continguts:
    Teoria
    0h
    Problemes
    2h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    2h

    Pràctica: pre-processat d'ECGs sorollosos

    Pràctica guiada en horari lectiu (avaluable)
    Objectius: 8 5 10
    Continguts:
    Teoria
    0h
    Problemes
    2h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    2h

    Examen parcial


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

    Examen final


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

    Test 1


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

    Test 2


    Objectius: 3
    Setmana: 10 (Fora d'horari lectiu)
    Teoria
    0h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    0h

    Test 3


    Objectius: 4
    Setmana: 13 (Fora d'horari lectiu)
    Teoria
    0h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    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

    Bàsic

    Complementari

    Capacitats prèvies

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