APM Carrera: Ingeniería Electrónica

Transcripción

1 1. Datos Generales de la asignatura Nombre de la asignatura: Clave de la asignatura: Créditos SATCA: Procesamiento Digital de Señales APM Carrera: Ingeniería Electrónica 2. Presentación Caracterización de la asignatura Esta asignatura aporta al perfil del Ingeniero Electrónico la habilidad para Interpretar y diseñar sistemas digitales utilizados en diferentes procesos industriales, medición, instrumentación y sistemas de telecomunicaciones. Intención didáctica En este primer tema se presenta la transformada Z donde se trata en particular funciones de variable natural (funciones discretas en el tiempo), funciones discretas básicas, transformadas de las funciones discretas básicas, tablas de transformada Z, ecuaciones diferenciales con diferencias, solución de ecuaciones de diferencias por el método de la transformada Z y la transformada Z inversa. Posteriormente en el segundo tema se presenta la clasificación de las señales, frecuencia en señales en tiempo continuo y en tiempo discreto, conversión analógica digital, muestreo de señales análogas, teorema de muestreo, elementos básicos de un sistema de procesado digital de señales. El tercer tema trata sobre el diseño de filtros IIR y FIR. En el último tema se presenta la aplicación, con un proyecto final implementando un sistema de adquisición de datos e Instrumentación virtual. 3. Participantes en el diseño y seguimiento curricular del programa Lugar y fecha de elaboración o revisión Dirección General de Educación Superior Tecnológica, Dirección de Participantes Academia de Electrónica: Superior de Coatzacoalcos Observaciones Propuesta de contenidos temáticos

2 Institutos Tecnológicos Descentralizados, 29 y 30 de Septiembre del 2011 Dirección General de Educación Superior Tecnológica, Dirección de Institutos Tecnológicos Descentralizados, 17 y 18 de Enero del 2013 Superior de Las Choapas Superior de Ecatepec Superior de Monclova Superior de Tierra Blanca Superior de Uruapan Representantes de los Institutos Tecnológicos Superiores de: Coatzacoalcos, Las Choapas, Tierra Blanca, Uruapan, Nuevo Casas Grandes. Y Tecnológicos de Estudios Superiores de: Chalco, Ecatepec y Villa Guerrero. Reunión para el análisis por competencias profesionales de la especialidad de la carrera de Ingeniería Electrónica. 4. Competencias a desarrollar Competencia general de la asignatura Implementa sistemas para el procesado de señales digitales, utilizando microprocesadores, DSP S o FPGA S. Competencias específicas Implementa sistemas para el procesado de señales digitales, utilizando microprocesadores, DSP S o FPGA S. Competencias genéricas Competencias Instrumentales: Comunicación oral y escrita. Habilidades para el manejo de la computadora.

3 Competencias interpersonales: Competencias Sistémicas: er. 5. Competencias previas de otras asignaturas Competencias previas Transformada de Laplace y Fourier. Electrónica digital Programación de FPGA's Sistemas de Control 6. rio s No. Nombre 1. La Transformada Z Subtemas 1.1 Introducción 1.2 Funciones de variable natural (funciones discretas en el tiempo) 1.3 Funciones discretas básicas 1.4 Transformadas de las funciones discretas básicas 1.5 Tablas de transformada Z 1.6 Ecuaciones Diferenciales con Diferencias 1.7 Solución de ecuaciones de diferencias por el método de la transformada Z. 1.8 La transformada Z inversa

4 2. 3. Señales, Sistemas y Procesado de la Señal Señales y Sistemas en Tiempo Discreto 4. Filtros Digitales 5. Aplicaciones 2.1 Señales 2.2 Clasificación de las señales 2.3 Frecuencia en señales en tiempo continuo y en tiempo discreto 2.4 Conversión analógica digital 2.5 Muestreo de señales análogas 2.6 Teorema de muestreo 2.7 Elementos básicos de un sistema de procesado digital de señales 3.1 Señales en tiempo discreto 3.2 Sistemas en tiempo discreto 3.3 Análisis de sistemas Discretos Lineales invariantes en el tiempo 3.4 Sistemas discretos descritos mediante ecuaciones en diferencias 4.1 Diseño de filtros FIR 4.2 Diseño de filtros IIR 5.1 Implementación de un sistema de adquisición de datos. 5.2 Instrumentación virtual 7. Aplica la definición de transformada Z en la solución de ecuaciones de diferencias de sistemas discretizados. 1.- La Transformada Z. Investiga la diferencia entre una señal en tiempo continuo y una señal en tiempo discreto. funciones en tiempo continuo, muestreándolas. de tablas. diferencias y buscar ejemplos donde se aplique. con ayuda de la transformada Z. Comprende el concepto de señal como información eléctrica y sus clasificaciones de acuerdo a su naturaleza.

5 2.- Señales Sistemas y Procesado de la señal Investiga la clasificación de la señales. Define la frecuencia en señales discretas. muestreo de señales. Convierte una señal analógica en digital, con ayuda de un muestreador Analiza sistemas en tiempo discreto 3.- Señales y sistemas en tiempo Discreto. Investiga las características de un sistema en tiempo discreto. el análisis de señales en tiempo discreto. Implementa filtros digitales por medio de diferentes algoritmos. 4.- Filtros Digitales Investiga algoritmos para la implementación de filtros. microprocesador, DSP S o FPGA S. Implementa un sistema de adquisición de datos, utilizando un software de aplicación. 5.- Aplicaciones Diseña un programa en donde se adquieran señales. un programa de adquisición de datos. matemático.

6 8. Prácticas (para fortalecer las competencias de los temas y de la asignatura) 1. Diseño de un muestreador. 2. Diseñar un sistema de conversión analógica a digital sin usar ADC. 3. Convertir una señal en tiempo continuo a digital usando un ADC. 4. Implementar filtros digitales por medio de un DSP, Microprocesador o FPGA 9. Proyecto integrador(para fortalecer las competencias de la asignatura con otras asignaturas) El objetivo del proyecto que planteé el docente que imparta esta asignatura, es demostrar el desarrollo y alcance de la(s) competencia(s) de la asignatura, considerando las siguientes fases: Objetivo: El Alumno desarrolla un prototipo de robot manipulador para realizar la manipulación de una tarea para Implementar un sistema que funcione como interfaz entre un sensor para una señal en tiempo continuo y la PC, con la finalidad de manipularla. Fundamentación: R.I Conoce los elementos que intervienen en un Robot. Analiza los movimientos de translación y rotación de un robot. Analiza y comprende la importancia del modelo dinámico dentro de la robótica industrial. Reconoce los diferentes esquemas de control y su aplicación para los requerimientos de movimiento de un robot manipulador. Aprende a realizar la planificación de trayectorias de un robot manipulador. Realiza un robot manipulador y el control de una trayectoria utilizando los conocimientos adquiridos en clase. P.D.S Aplica la definición de transformada Z en la solución de ecuaciones de diferencias de sistemas discretizados. Comprende el concepto de señal como información eléctrica y sus clasificaciones de acuerdo a su naturaleza. Analiza sistemas en tiempo discreto. Implementa filtros digitales por medio de diferentes algoritmos. Implementa un sistema de adquisición de datos, utilizando un software de aplicación. Planeación: con base en el diagnóstico en esta fase se realiza el diseño del proyecto por parte de los estudiantes con asesoría del docente; implica planificar un proceso:, el diseño de un modelo, entre otros, según el tipo de proyecto, las actividades a realizar los recursos requeridos y el cronograma de trabajo. Ya que está plenamente identificado el problema, el primer parcial se hará la propuesta definiendo de manera clara lo que se realizara. En el segundo parcial se presentaran avances con base a los objetivos planteados en la propuesta. En el tercer parcial es la culminación del proyecto con base en lo estipulado en el cronograma.

7 Ejecución: consiste en el desarrollo de la planeación del proyecto realizada por parte de los estudiantes con asesoría del docente o construcción del modelo propuesto según el tipo de proyecto, es la fase de mayor duración que implica el desempeño de las competencias genéricas y especificas a desarrollar. En esta etapa el proyecto debe de desarrollarse con cualquiera de los siguientes dispositivos: Un microcontrolador, un procesador digital de señales, un FPGA, utilizando cualquier sensor para implementar alguna variable física al sistema para su manipulación y control por medio de la PC. Evaluación: es la fase final que aplica un juicio de valor en el contexto laboralprofesión, social e investigativo, ésta se debe realizar a través del reconocimiento de logros y aspectos a mejorar se estará promoviendo el concepto de evaluación para la mejora continua, la metacognición, el desarrollo del pensamiento crítico y reflexivo en los estudiantes. En esta etapa se evalúa el sistema que procese una variable física y controle esta por medio de un robot en comunicación con una PC. 10. Evaluación por competencias (específicas y genéricas de la asignatura) Desarrollo de prácticas de laboratorio Examen teórico Participación y cumplimiento de trabajos extra clase Investigación 11. Fuentes de información (actualizadas considerando los lineamientos de la APA*) Ogata K, Sistemas de Control en Tiempo Discreto, Prentice Hall Kuo Benjamin, Sistemas de Control Digital, CECSA Proakis John, Tratamiento Digital de Señales, Prentice Hall Mitra Sanjit, Procesamiento Digital de Señales, Mc Graw Hill Pong P.Chu RTL hardware design using vhdl,jhon Wiley interscience & Sons,inc., publication * American PsychologicalAssociation (APA)