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PROGRAMA DETALLADO
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA
INGENIERIA DE TELECOMUNICACIONES
ASIGNATURA
SEÑALES Y SISTEMAS
HORAS
VIGENCIA
2007
SEMESTRE
5to
CÓDIGO
ELN-35135
PRELACIÓN
MAT-31224/CO. TLC-31115
TEORÍA
PRÁCTICA
LABORATORIO
UNIDADES DE CRÉDITO
4
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0
5
1.- OBJETIVO GENERAL
Manejar diversas herramientas en el dominio del tiempo y de la frecuencia para el cálculo de parámetros específicos de las señales y
para la obtención de la respuesta, ante señales determinísticas y aleatorias, de sistemas lineales y no lineales, tanto analógicos como
digitales, los cuales conformarían un sistema de comunicaciones eléctricas.
2.- SINOPSIS DE CONTENIDO
La asignatura está compuesta por doce (12) unidades que permitirá dar conocimientos amplios de señales, sus propiedades,
convolución, trasformadas de Fourier.
UNIDAD 1.- Conceptos introductorios.
UNIDAD 2.- Sistemas definidos por ecuaciones diferenciales.
UNIDAD 3.- Representación de señales y sistemas a través de la convolución.
UNIDAD 4.- Representación de fourier.
UNIDAD 5.- Análisis de sistemas en el dominio de la frecuencia utilizando la transformada de fourier.
UNIDAD 6.- Aplicación de la transformada de fourier al campo de comunicaciones.
UNIDAD 7.- Transformadas discretas de fourier.
UNIDAD 8.- Representación de laplace y función de transferencia.
UNIDAD 9.- Análisis de sistemas a partir de la función de transferencia.
UNIDAD 10.- Aplicaciones a control.
UNIDAD 11.- Diseño de filtros y controladores digitales.
UNIDAD 12.- Autocorrelación y espectros de energía y potencia.
3.- ESTRATEGIAS METODOLÓGÍCAS GENERALES
 Diálogo Didáctico Real: Actividades presenciales (comunidades de aprendizaje), tutorías y actividades electrónicas.
 Diálogo Didáctico Simulado: Actividades de autogestión académica, estudio independiente y servicios de apoyo al estudiante.
ESTRATEGIA DE EVALUACIÓN
La evaluación de los aprendizajes del estudiante y en consecuencia, la aprobación de la asignatura, vendrá dada por la valoración
obligatoria de un conjunto de elementos, a los cuales se les asignó un valor porcentual de la calificación final de la asignatura. Se
sugieren algunos indicadores y posibles técnicas e instrumentos de evaluación que podrá emplear el docente para tal fin.
 Realización de actividades teórico-prácticas.
 Realización de actividades de campo.
 Aportes de ideas a la Comunidad (información y difusión).
 Experiencias vivenciales en el área profesional
 Realización de pruebas escritas cortas y largas, defensas de trabajos, exposiciones, debates, etc.
 Actividades de Auto-evaluación / co-evaluación y evaluación del estudiante.
1. Adrian de Perez, Trina. (2003). Apuntes de la Asignatura. Material disponible vía web en Módulo 7-UCAB.
2.Carlson, Bruce. (2002). Communication Systems. An introduction to signals and noise in electrical communication. Editorial
Mc Graw Hill. Cuarta edición.
3.Gabel, Robert y Roberts, Richard. (1987) Signals and Linear Systems. Editorial John Wiley. Tercera edición.
4.Haykin, Simón y Van Veen, Barry. (2001). Señales y Sistemas. Editorial Limusa-Wiley.
5.Kamen, Edward y Heck, Bonnie. (2000). Fundamentals of Signals and Systems Using the Web and MATLAB. Editorial Prentice
Hall. Segunda edición.
6.Lathi, B.P. (1991). Introducción a la Teoría y Sistemas de Comunicaciones. Editorial Limusa.
7.Oppenheim, Alan y Wilsky, Alan. (1998). Señales y Sistemas. Editorial Prentice Hall. Segunda edición.
8Stremler, Ferrel. (1993). Introducción a los Sistemas de Comunicaciones. Ed. Addison Wesley. 3era edición. Ziemer y Tranter.
9.Principios de Comunicaciones. Sistemas, Modulación y Ruido. Editorial Trillas.
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OBJETIVOS DE
APRENDIZAJE
Comprender los
conceptos
fundamentales que
definen a las señales
y a los sistemas.
CONTENIDO
UNIDAD 1: CONCEPTOS INTRODUCTORIOS.
1.1 Clasificación de las señales: Señales continuas en el tiempo, discretas en el
tiempo, determinísticas, aleatorias, de energía, de potencia, periódicas y noperiódicas. Señales especiales: sinusoidal, exponencial, Delta de Dirac,
escalón, rampa.
1.2 Ejemplos de sistemas: Circuito RC, Vehículo sobre una superficie, Sistema
de resorte y amortiguamiento, péndulo simple y sistema discreto (Pago de
una deuda).
1.3 Propiedades básicas de los sistemas: Causalidad, linealidad,
dimensionalidad finita, invariabilidad en el tiempo.
Interpretar sistemas
discretos y continuos
en el tiempo, de
dimensionalidad
finita, en términos
de ecuaciones
diferenciales de
entrada / salida.
UNIDAD
2:
SISTEMAS
DEFINIDOS
POR
ECUACIONES
DIFERENCIALES.
2.1 Ecuaciones diferenciales lineales Entrada-Salida con coeficientes
constantes.
2.2 Modelado de circuitos eléctricos y sistemas mecánicos a través de
ecuaciones diferenciales lineales Entrada-Salida con coeficientes constantes.
2.3 Discretización en tiempo de ecuaciones diferenciales.
2.4 Sistemas definidos por ecuaciones no lineales o variantes en el tiempo
Interpretar sistemas
en el dominio del
tiempo a través de la
Convolución.
UNIDAD 3: REPRESENTACIÓN DE SEÑALES Y SISTEMAS A TRAVÉS
DE LA CONVOLUCIÓN.
3.1 Representación de convolución de sistemas lineales invariantes y discretos
en el tiempo.
3.2 Convolución de señales discretas en el tiempo.
3.3 Representación de convolución de sistemas lineales invariantes y continuos
en el tiempo.
3.4 Convolución de señales contínuas en el tiempo.
3.5 Convolución numérica.
3.6 Sistemas lineales variantes en el tiempo
UNIDAD 4: REPRESENTACIÓN DE FOURIER.
4.1 Repaso de transformadas y series de Fourier, y sus propiedades.
4.2 Representación de señales en términos de componentes de frecuencia.
4.3 Representación de señales periódicas en términos de series de Fourier.
4.4 Representar señales aperiódicas a través de la transformada de Fourier.
UNIDAD 5: ANÁLISIS DE SISTEMAS EN EL DOMINIO DE LA
FRECUENCIA UTILIZANDO LA TRANSFORMADA DE FOURIER.
5.1 Respuesta a señales sinusoidales. Respuesta en frecuencia de un circuito
RC.
5.2 Respuesta a señales periódicas. Respuesta en frecuencia de un tren de
pulsos.
5.3 Respuesta a señales aperiódicas.
5.4 Análisis de Filtros Ideales.
5.5 Muestreo.
UNIDAD 6: APLICACIÓN DE LA TRANSFORMADA DE FOURIER AL
CAMPO DE COMUNICACIONES.
6.1 Modulación Analógica
6.2 Demodulación Analógica.
6.3 Transmisión simultánea de señales.
6.4 Modulación digital.
6.5 PAM Banda Base.
6.6 PAM Pasa Banda.
6.7 Simulación de Comunicaciones Digitales.
Comprender el
concepto de espectro
de frecuencia de una
señal continua en el
tiempo.
Aplicar los
conceptos de series
y transformadas de
Fourier al estudio de
sistemas lineales
continuos
invariantes en el
tiempo.
Aplicar conceptos de
transformada de
Fourier a la
transmisión de
información, en
forma de una señal
generada por una
fuente sobre un
canal
2
ESTRATEGIASDE
EVALUACIÓN
Estudiar las
propiedades de la
transformada
discreta de Fourier.
Estudiar sistemas
lineales continuos e
invariantes en el
tiempo a través de la
Transformada de
Laplace.
Analizar sistemas
lineales causales, de
dimensionalidad
finita, invariantes y
continuos en el
tiempo.
Aplicar los
conceptos de
función de
transferencia a
sistemas de control.
Aplicar los
conceptos de
función de
transferencia en el
diseño de filtros con
respuesta a señales
tipo impulso.
Determinar las
características de
potencia y energía
de las señales.
UNIDAD 7: TRANSFORMADAS DISCRETAS DE FOURIER.
7.1 La transformada de Fourier discreta en tiempo (DTFT).
7.2 La transformada discreta de Fourier (DTF). Propiedades de la DFT.
7.3 Análisis de sistemas vía DTFT y DFT.
7.4 Algoritmo de la transformada rápida de Fourier (FFT).
7.5 Aplicaciones de la FFT.
UNIDAD 8: REPRESENTACIÓN DE LAPLACE Y FUNCIÓN DE
TRANSFERENCIA.
8.1 Repaso de la Transformada de Laplace: Propiedades y Transformada
Inversa de Laplace. Transformada de la ecuación diferencial de EntradaSalida.
8.2 Representación de la función de transferencia. Sistemas de dimensionalidad
finita, polos y ceros. Construcción directa de la función de transferencia,
circuitos RLC, interconexión de integradores.
8.3 Función de transferencia de diagramas de bloques: Interconexión paralela,
Conexión serie, conexión de realimentación, reducción de diagramas de
bloques. Teorema de Mason. Gráficos de flujo de señal.
UNIDAD 9: ANÁLISIS DE SISTEMAS A PARTIR DE LA FUNCIÓN DE
TRANSFERENCIA.
9.1 Estabilidad y respuesta a la función impulso: Circuito RLC y vehículo en
una superficie de nivel. Caracterización alternativa de estabilidad.
9.2 Prueba de estabilidad de Routh-Hurtwitz.
9.3 Análisis de la respuesta a la función escalón. Sistemas de primer orden.
Sistemas de segundo orden (Polos: reales, reales y repetidos, complejos)
Sistemas de orden superior.
9.4 Respuesta a entradas sinusoides y arbitrarias.
9.5 Función de respuesta en frecuencia. Caso primer orden, Sistemas de
segundo orden. Construcción de Diagramas de Bode vía asíntotas.
9.6 Filtros Causales: Butterworth y Chebyshev (Pasabajo, pasaalto, pasabanda
y supresor de banda).
9.7 Transformaciones de frecuencia de operación de los filtros.
UNIDAD 10: APLICACIONES A CONTROL.
10.1 Introducción a Control.Control de Seguimiento.
10.2 Lugar de las Raíces.
10.3 Aplicaciones al diseño de sistemas de control.
UNIDAD 11: DISEÑO DE FILTROS Y CONTROLADORES DIGITALES.
11.1 Discretización.
11.2 Diseño de filtros de respuesta infinita al impulso (IIR).
11.3 Diseño de filtros de respuesta finita al impulso (FIR). Truncamiento o
ventana (Rectangular, Hanning o Hamming).
11.4 Diseño de controladores digitales.
UNIDAD 12: AUTOCORRELACIÓN Y ESPECTROS DE ENERGÍA Y
POTENCIA.
12.1 Señales de energía finita. Autocorrelación y espectro de energía.
12.2 Señales periódicas de potencia finita.
12.3 Autocorrelación y espectro de potencia.
12.4 Propiedades de la autocorrelación y del espectro de energía o potencia.
12.5 Analizadores de espectro.
12.6 Correlación cruzada. Ortogonalidad e incoherencia.
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