Señales y Sistemas

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Créditos
6
Tipos
Obligatoria
Requisitos
Esta asignatura no tiene requisitos, pero tiene capacidades previas
Departamento
TSC
El conjunto de técnicas y algoritmos que permiten estudiar, detectar, transformar, procesar, transmitir y clasificar señales se denomina procesado de señal. En esta asignatura se ofrece una introducción a la teoría fundamental de esta disciplina tanto para señales unidimensionales como bidimensionales. Durante el curso se caracterizan las señales y los sistemas en el dominio del tiempo y en el dominio de la frecuencia mediante la Transformada de Fourier en sus versiones analógica y discreta. El teorema de muestreo permite procesar señales analógicas mediante técnicas discretas y así poder aplicar algoritmos computacionalmente eficientes. El curso introduce el concepto de filtro y filtrado sobre señales, y se diseñan filtros mediante especificaciones en el dominio de la frecuencia.

Profesorado

Responsable

  • Olga Muñoz Medina ( )

Otros

  • Orestes Mas Casals ( )

Horas semanales

Teoría
2
Problemas
2
Laboratorio
0
Aprendizaje dirigido
0
Aprendizaje autónomo
6

Competencias

Competencias Técnicas

Competencias técnicas

  • CE5 - Diseñar y aplicar técnicas de procesado de señal, eligiendo entre distintas herramientas tecnológicas, incluidas las de visión Artificial, de reconocimiento del lenguaje hablado y las de tratamiento de datos multimedia.

Competencias Transversales

Transversales

  • CT5 [Avaluable] - Uso solvente de los recursos de información. Gestionar la adquisición, la estructuración, el análisis y la visualización de datos e información en el ámbito de especialidad y valorar de forma crítica los resultados de dicha gestión.

Básicas

  • CB5 - Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía

Competencias Técnicas Genéricas

Genéricas

  • CG1 - Concebir sistemas computacionales que integren datos de procedencias y formas muy diversas, creen con ellos modelos matemáticos, razonen sobre dichos modelos y actúen en consecuencia, aprendiendo de la experiencia.
  • CG2 - Elegir y aplicar los métodos y técnicas más adecuados a un problema definido por datos que representen un reto por su volumen, velocidad, variedad o heterogeneidad, incluidos métodos informáticos, matemáticos, estadísticos y de procesado de la señal.
  • CG5 - Poder recurrir a conocimientos fundamentales y metodologías de trabajo sólidas adquiridos durante los estudios para adaptarse a los nuevos escenarios tecnológicos del futuro.

Objetivos

  1. El estudiante debe ser capaz de comprender y dominar los conceptos básicos de señales, sistemas lineales y las funciones y transformadas relacionadas.
    Competencias relacionadas: CG2, CG5, CB5,
  2. El estudiante debe saber hacer el análisis matemático de señales y sistemas en el dominio del tiempo, tanto en un entorno analógico como digital.
    Competencias relacionadas: CG5, CB5,
  3. El estudiante debe saber hacer el análisis matemático de señales y sistemas analógicos en el dominio de la frecuencia.
    Competencias relacionadas: CG5, CB5,
  4. El estudiante debe saber hacer el análisis matemático de señales y sistemas discretos en el dominio de la frecuencia.
    Competencias relacionadas: CG5, CB5,
  5. El estudiante debe ser capaz de evaluar filtros discretos y aplicarlos a sistemas reales
    Competencias relacionadas: CE5, CG2, CG5, CB5,
  6. El estudiante debe saber plantear correctamente un problema a partir del enunciado propuesto e identificar las opciones para su resolución, aplicar el método de resolución adecuado y saber validar la solución.
    Competencias relacionadas: CT5, CG2, CB5,
  7. El estudiante debe saber interpretar y utilizar señales y sistemas discretos en 1D y 2D en los dominios temporal/espacial.
    Competencias relacionadas: CE5, CG1, CG2,
  8. El estudiante debe ser capaz de aplicar la representación frecuencial de señales y sistemas para resolver diversas aplicaciones.
    Competencias relacionadas: CE5, CT5, CG2,
  9. El estudiante debe saber identificar, modelar y plantear problemas a partir de situaciones abiertas. También explorar y aplicar las alternativas para su resolución. Trabajará con aproximaciones.
    Competencias relacionadas: CE5, CG1, CG2, CG5,
  10. El estudiante debe saber utilizar de forma autónoma las herramientas, instrumentos y aplicativos software disponibles en los laboratorios de las materias básicas y avanzadas. Conocer su funcionamiento y sus limitaciones.
    Competencias relacionadas: CE5, CT5, CG1, CG2,
  11. El estudiante debe conocer herramientas adicionales útiles para procesar señales discretas genéricos en los dominios temporal y transformado.
    Competencias relacionadas: CE5, CG1, CG2,
  12. El estudiante debe ser capaz de evaluar ventajas e inconvenientes de diferentes alternativas tecnológicas para implementar sistemas de análisis de señales analógicas y discretas.
    Competencias relacionadas: CE5, CT5, CG2,

Contenidos

  1. Señales y sistemas en el dominio temporal (o espacial)
    Señales y sistemas analógicos y discretos.
    Convolución.
    Caracterización de los sistemas lineales y temporalmente invariantes.
    Correlación.
  2. Señales y sistemas de tiempo continuo en el dominio frecuencial
    Transformada de Fourier de señales analógicas.
    Muestreo y recontrucción.
  3. Señales y sistemas de tiempo discreto en el dominio frecuencial
    Transformada de Fourier de secuencias.
    Análisis frecuencial de señales y sistemas de tiempo discreto.
    Diezmado e interpolación.
    Transformada discreta de Fourier.
  4. Representación, análisis y diseño de filtros lineales
    Transformada Z.
    Diseño de filtros lineales.

Actividades

Actividad Acto evaluativo


Señales y sistemas analógicos y digitales

Asistencia a sesiones de teoría y problemas. Resolución autónoma en casa de problemas propuestos.
Objetivos: 2 6
Contenidos:
Teoría
2h
Problemas
2h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
4h

Convolución

Asistencia a sesiones de teoría y problemas. Resolución autónoma en casa de problemas propuestos.
Objetivos: 1 2 6
Contenidos:
Teoría
2h
Problemas
2h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
4h

Caracterización de sistemas lineales e invariantes

Asistencia a sesiones de teoría y problemas. Resolución autónoma en casa de problemas propuestos.
Objetivos: 1 2 6
Contenidos:
Teoría
2h
Problemas
2h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
4h

Correlación

Asistencia a sesiones de teoría y problemas. Resolución autonóma de problemas propuestos en casa.
Objetivos: 1 2 6
Contenidos:
Teoría
2h
Problemas
2h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
4h

Transformada de Fourier de señales analógicas

Asistencia a sesiones de teoría y problemas. Resolución autónoma en casa de problemas propuestos.
Objetivos: 6 3
Contenidos:
Teoría
2h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
4h

Muestreo y reconstrucción. Teorema de Nyquist

Asistencia a sesiones de teoría y problemas. Resolución autónoma en casa de problemas propuestos.
Objetivos: 2 6 3
Contenidos:
Teoría
2h
Problemas
2h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
4h

Transformada de Fourier de secuencias

Asistencia a sesiones de teoría y problemas. Resolución autónoma en casa de problemas propuestos.
Objetivos: 6 4
Contenidos:
Teoría
2h
Problemas
2h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
4h

Análisis frecuencial de señales y sistemas discretos

Asistencia a sesiones de teoría y problemas. Resolución autónoma en casa de problemas propuestos.
Objetivos: 6 4
Contenidos:
Teoría
2h
Problemas
2h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
4h

Diezmado e interpolación

Asistencia a sesiones de teoría y problemas. Resolución autónoma en casa de problemas propuestos.
Objetivos: 2 6 4
Contenidos:
Teoría
2h
Problemas
2h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
4h

Transformada discreta de Fourier

Asistencia a sesiones de teoría y problemas. Resolución autónoma en casa de problemas propuestos.
Objetivos: 6 4
Contenidos:
Teoría
3h
Problemas
2h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
4h

Transformada Z

- Definición de TZ, propiedades y ejemplos. - Caracterización de sistemas definidos mediante EDFs.
Objetivos: 11 12
Contenidos:
Teoría
2h
Problemas
2h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
4h

Diseño de filtros

Asistencia a sesiones de teoría y problemas. Resolución autónoma en casa de problemas propuestos.
Objetivos: 8 5
Contenidos:
Teoría
2h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
4h

Práctica: convolución y correlación

Práctica guiada en horario lectivo (evaluable)
Objetivos: 7 9 5 10
Contenidos:
Teoría
0h
Problemas
2h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
2h

Práctica: vocoder

Práctica guiada en horario lectivo (evaluable)
Objetivos: 7 9 5 10
Contenidos:
Teoría
0h
Problemas
2h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
2h

Práctica: análisis de señales básicas en el dominio frecuencial

Práctica guiada en horario lectivo (evaluable)
Objetivos: 8 10
Contenidos:
Teoría
0h
Problemas
2h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
2h

Práctica: análisis frecuencial de señales de voz

Práctica guiada en horario lectivo (evaluable)
Objetivos: 8 10
Contenidos:
Teoría
0h
Problemas
2h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
2h

Práctica: pre-procesado de ECGs ruidosos

Práctica guiada en horario lectivo (evaluable)
Objetivos: 8 5 10
Contenidos:
Teoría
0h
Problemas
2h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
2h

Examen parcial


Objetivos: 1 2 8 7 6 3
Semana: 9
Tipo: examen de teoría
Teoría
2h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
8h

Examen final


Objetivos: 1 2 8 7 6 3 4
Semana: 15 (Fuera de horario lectivo)
Tipo: examen de teoría
Teoría
3h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
15h

Test 1


Objetivos: 2
Semana: 5 (Fuera de horario lectivo)
Tipo: examen de problemas
Teoría
0h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
3h

Test 2


Objetivos: 3
Semana: 10 (Fuera de horario lectivo)
Tipo: examen de problemas
Teoría
0h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
3h

Test 3


Objetivos: 4
Semana: 13 (Fuera de horario lectivo)
Tipo: examen de problemas
Teoría
0h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
3h

Metodología docente

La asignatura se basa en clases presenciales de teoría, de problemas y de laboratorio.

Las clases de teoría siguen el programa definido en esta guía docente. Dentro de las clases de teoría y problemas, se promociona el diálogo entre el profesor y los estudiantes proporcionando problemas y actividades a realizar conjuntamente basadas en aspectos particulares del tema que se está tratando.

Las clases de laboratorio se focalizan en los temas de Transformada de Fourier, filtrado y procesado de señales. Se basan en enunciados de prácticas en ordenador guiadas por un enunciado.

Las clases de teoría y problemas se impartirán en castellano. Las prácticas de laboratorio se impartirán en catalán.

Método de evaluación

La nota final de la asignatura se obtiene a partir de las notas de

-Cuestionarios: Q (6%)
- Examen parcial: P (19%)
- Examen final: F (60%)
- Las prácticas: L (15%)


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

En caso de hacer el examen de Reevaluación (R), el cálculo de la nota es:

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

Bibliografía

Básica:

Complementaria:

Capacidades previas

Los conocimientos adquiridos en las asignaturas del Grado del cuatrimestre anterior.