Guía docente de Señales Digitales (2211127)

Se recomienda tener superadas las asignaturas “Sistemas Lineales” (Materia: Circuitos electrónicos y sistemas lineales) y las de contenido matemático de primer curso (Materia: Formación básica).

Transformada discreta de Fourier; Propiedades y aplicaciones; Transformada Z; Sistemas LTI de tiempo discreto; Diseño de filtros digitales y aplicaciones; Decimadores e interpoladores.

Como resultados de aprendizaje se pretenden alcanzar los siguientes objetivos específicos:

• OE1: Conocer los fundamentos, conceptos y propiedades asociadas a las señales digitales.
• OE2: Conocer y saber aplicar el teorema del muestreo.
• OE3: Conocer y saber aplicar la conversión analógica-digital.
• OE4: Conocer y saber aplicar las Transformadas Z y de Fourier.
• OE5: Conocer los fundamentos de los sistemas lineales e invariantes en tiempo discreto.
• OE6: Conocer y saber aplicar las principales técnicas para el diseño de filtros FIR e IIR.
• OE7: Conocer las operaciones básicas de la conversión en frecuencia.

Tema 1. Señales Digitales.

• Señales en tiempo discreto.
• Conversión A/D: Muestreo
• Concepto de frecuencia en el dominio discreto.
• Teorema del muestreo.
• Conversión D/A.
• Cuantización. Conceptos básicos.
• Operaciones correlación y convolución de señales discretas.

Tema 2. Transformada Z.

• Definición de la Transformada Z.
• Propiedades de la Transformada Z.
• Transformadas Z de tipo racional.
• Transformada Z inversa.
• Transformada Z unilateral.

Tema 3. Transformada de Fourier en Tiempo Discreto y Transformada Discreta de Fourier.

• Sinopsis de la Transformada de Fourier (para señales analógicas).
• Transformada de Fourier de una señal en tiempo discreto (DTFT).
• Propiedades de la DTFT.
• Relación con la Transformada Z.
• Muestreo en frecuencia de la DTFT.
• Definición de la Transformada Discreta de Fourier.
• Propiedades de la DFT.

Tema 4. Sistemas LTI en tiempo discreto.

• Definición y clasificación de los sistemas en tiempo discreto.
• Análisis y propiedades de los sistemas LTI discretos.
• Estudio de los LTI mediante la Ecuación en Diferencias.
• Estudio de los LTI mediante la Transformada Z.

Tema 5. Filtros digitales.

• Los sistemas LTI como filtros selectivos en frecuencia.
• Filtros tipo: paso bajo, paso alto, paso banda, pasa todo, ranura, peine, resonadores y osciladores digitales.

Tema 6. Diseño de filtros digitales IIR.

• Características de los filtros analógicos.
• Diseño de filtros IIR a partir de filtros analógicos.
• Transformación en frecuencia.

Tema 7. Diseño de filtros digitales FIR.

• Simetría y antisimetría en los filtros FIR.
• Diseño de filtros FIR mediante ventanas.
• Diseño de filtros FIR mediante muestreo en frecuencia.
• Introducción al diseño de filtros FIR de rizado mínimo.

Tema 8. Interpolación y diezmado.

• Conversión de frecuencia de muestreo.
• Diezmado e interpolación de señales.
• Formula general de conversión.

Prácticas en grupos reducidos:

• Práctica 1. Introducción al tratamiento de señales en Matlab.
• Práctica 2. Aplicación del teorema del muestreo.
• Práctica 3. Convolución entre señales discretas.
• Práctica 4. Estudio de Sistemas Lineales e Invariantes en tiempo discreto.
• Práctica 5. Estudio de filtros digitales mediante FDATool.
• Práctica 6. Filtrado Digital.

Seminarios

• Seminarios 1-5. Resolución de problemas.

Las prácticas se realizan en Matlab (u Octave).

• Pablo Padilla, Ángel M. Gómez, José M. Mateos, Conrado García, Mª Carmen Benítez, SEÑALES DIGITALES, Ed. Técnica AVICAM, 2ª Ed., 2019.
• Alan V. Oppenheim, Ronald W. Schafer, TRATAMIENTO DE SEÑALES EN TIEMPO DISCRETO, Prentice-Hall, 3ª Ed., 2011.
• J.G. Proakis, D.G. Manolakis, TRATAMIENTO DIGITAL DE SEÑALES, Pearson, 4º Ed., 2007.
• Alan V. Oppenheim, Alan S. Willsky, SEÑALES Y SISTEMAS, Prentice-Hall, 2ª Ed., 1994.

• E.O. Brigham, THE FAST FOURIER TRANSFORM AND ITS APPLICATIONS, Prentice-Hall, 1988.
• A.M. Abad, APRENDA MATLAB 7.0 COMO SI ESTUVIERA EN PRIMERO, Universidad Politécnica de Madrid, 2009 (Gratuito y disponible online).
• C.S. Burrus, J.H. McClellan, A.V. Oppenheim, J.H. Parks, R.W. Schafer, H.W. Schuessler, TRATAMIENTO DE LA SEÑAL UTILIZANDO MATLAB, Prentice Hall, 1998.
• L.R. Rabiner, B. Gold, THEORY AND APPLICATION OF DIGITAL SIGNAL PROCESSING, Prentice-Hall, 1975.

• IEEE Signal Processing Society

• MD01. Lección magistral 
• MD02. Actividades prácticas 
• MD03. Seminarios 
• MD04. Actividades no presenciales 
• MD05. Tutorías académicas 

Con objeto de evaluar la adquisición de los contenidos y competencias a desarrollar en la asignatura, se utilizará un sistema de evaluación diversificado compuesto de las siguientes técnicas evaluativas:

• Para la parte teórica se realizará un examen final escrito compuesto de cuestiones teórico/prácticas. Este examen constará, como mínimo, de 4 resoluciones de problemas y 1 pregunta teórica.
• Para la parte práctica se realizarán varias sesiones de evaluación en donde se medirá el grado de aprovechamiento de las actividades prácticas. Cada una de estas sesiones tendrá el mismo peso en la nota de prácticas, y constarán, como mínimo, de preguntas tipo test y/o breves sobre las actividades prácticas desarrolladas.
• Los seminarios constarán de un sistema de calificación basado en la presentación de problemas por parte de los estudiantes, el cual considerará también el grado de dificultad y el grado de realización del problema.
• Finalmente, se considerará el grado de cumplimiento de asistencia a las actividades prácticas y seminarios.

La calificación global será una calificación numérica resultante de la suma ponderada de las calificaciones correspondientes a la parte teórica, la parte práctica, los seminarios y asistencia. El sistema de calificaciones se expresará de acuerdo con lo establecido en el art. 5 del R. D 1125/2003, de 5 de septiembre, por el que se establece el sistema europeo de créditos y el sistema de calificaciones en las titulaciones universitarias de carácter oficial y validez en el territorio nacional. Todo lo relativo a la evaluación se regirá por la normativa sobre planificación docente y organización de exámenes vigente en la Universidad de Granada.

Criterios de evaluación y porcentajes:

• La asistencia a las clases magistrales se recomienda encarecidamente, aunque no se controlará.
• La asistencia a las actividades prácticas y seminarios es obligatoria y se controlará (se requiere un mínimo del 80% de asistencia a clases prácticas y seminarios).
• Examen final de la parte teórica: 60% (se requiere una calificación mínima de 5 puntos sobre 10).
• Evaluaciones de actividades prácticas (incluida la asistencia en su caso): 25%.
• Relaciones de problemas y seminarios (incluida la asistencia en su caso): 15%.

Se conservarán las notas de evaluación continua obtenidas durante el desarrollo de la asignatura (prácticas, seminarios y asistencia). Para la parte teórica se realizará un examen final escrito compuesto de cuestiones teórico/prácticas. Este examen constará, como mínimo, de 4 resoluciones de problemas y 1 pregunta teórica.

• Examen escrito único final con cuestiones de teoría, resolución de actividades prácticas y problemas.

La evaluación mediante esta modalidad deberá ser solicitada conforme a lo establecido en la normativa.