sistemas de comunicaciones -...

Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional

San Francisco

INGENIERÍA ELECTRÓNICA

Sistemas de Comunicaciones

PLANIFICACIÓN CICLO LECTIVO 2016

Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional San Francisco

2

ÍNDICE

ÍNDICE ................................................................................................................................... 2

PROFESIONAL DOCENTE A CARGO ................................................................................ 3

UBICACIÓN .......................................................................................................................... 4

OBJETIVOS .......................................................................................................................... 5

ORGANIZACIÓN DE CONTENIDOS ................................................................................... 6

PROGRAMA ANALÍTICO ..................................................................................................... 7

CRITERIOS DE EVALUACIÓN ............................................................................................ 9 EVALUACIÓN: .................................................................................................................... 10 AUTOEVALUACIÓN: ............................................................................................................ 11

PLAN DE TRABAJO .......................................................................................................... 12

METODOLOGÍA ................................................................................................................. 14

BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................... 16

ARTICULACIÓN ................................................................................................................. 17 ARTICULACIÓN CON EL ÁREA: ............................................................................................. 17 TEMAS RELACIONADOS CON MATERIAS DEL ÁREA: ............................................................... 18 ARTICULACIÓN CON EL NIVEL: ............................................................................................ 20 TEMAS RELACIONADOS CON MATERIAS DEL NIVEL: ............................................................... 21 ARTICULACIÓN CON LAS CORRELATIVAS: ............................................................................. 22 TEMAS RELACIONADOS CON LAS CORRELATIVAS:................................................................. 23

ORIENTACIÓN.................................................................................................................... 24 DEL ÁREA: ........................................................................................................................ 24 DE LA ASIGNATURA: .......................................................................................................... 24


3

PROFESIONAL DOCENTE A CARGO

Docente Categoría Título Profesional

Peretti Gastón Carlos Profesor Adjunto Mgter. Esp. Ing. Electrónico


4

UBICACIÓN

Dentro del contexto curricular prescripto se ubica en:

Carrera: Ingeniería Electrónica Plan: 95AD

Orientación: Industrial Área: Electrónica Nivel: 4

Carga Horaria Semanal: 4 hs (cátedras) Régimen: Anual

Distribución horaria

Formación

Total de

horas

Teórica Práctica

Teoría Práctica Laboratorio Formación

experimental

Resolución de

problemas de

Ingeniería

Proyecto y

diseño

Práctica profesional supervisada

100 28 -- 28 -- -- -- 128


5

OBJETIVOS

Sistemas de Comunicaciones, forma parte del bloque de materias llamado

tecnologías básicas del cuarto nivel del área de Electrónica. La misma proporciona las

herramientas de cálculo y los principios teóricos que permiten al alumno la comprensión,

el análisis y el proyecto de los sistemas de comunicaciones.

Podemos identificar, en esta asignatura, que los contenidos abordados se

plantean con la profundidad correspondiente de un cuarto nivel pero sin dejar de lado la

integración tanto vertical como horizontal con otras asignaturas.

El contenido propio de la materia presenta puntos adecuados para realizar la

integración con el resto de las asignaturas. La introducción al conocimiento de los

sistemas de comunicaciones permiten interrelacionarlos con las materias del mismo nivel

y superiores como: Técnicas Digitales II, Teoría de circuitos II, Técnicas Digitales III,

Medidas Electrónicas II, Electrónica Aplicada III.

Esta asignatura permite al alumno integrar conocimientos adquiridos en materias

de niveles inferiores tales como Análisis de Señales y Sistemas, Probabilidad y

Estadística, Electrónica Aplicada I y Medios de Enlace.

El aporte de Sistemas de Comunicaciones al perfil del graduado se relaciona con

el comienzo de la generación en el alumno de capacidades para integrar la información

proveniente de distintos campos interdisciplinarios con un objetivo común, establecer

conocimientos sólidos sobre el funcionamiento e integración de distintos sistemas de

comunicaciones; además de proporcionarle capacidad de innovación, para afrontar con

solvencia el planeamiento, desarrollo, dirección y control de sistemas electrónicos de

comunicaciones.


6

ORGANIZACIÓN DE CONTENIDOS

Eje Temático Nº 1: Introducción a los sistemas de Comunicaciones

En este eje temático se desarrollan los principios fundamentales para analizar y entender un sistema de Comunicaciones, los cuales proporcionarán las herramientas y bases necesarias para abordar el siguiente eje temático (nro. 2)

Se retoman algunos contenidos específicos de física y matemática estudiada en los años anteriores para que a través de ejemplos concretos el alumno comprenda los principios fundamentales de los sistemas de Comunicaciones.

Eje Temático Nº 2: Métodos de modulación

En este eje temático se realiza la descripción de los principios físicos y características de los distintos métodos de modulación y sus aplicaciones.

Se analiza el funcionamiento de los mismos mediante simulaciones y se complementa con trabajos prácticos que tienen por objetivo la identificación de problemas y la aplicación de estructuras científicas a casos reales. Se espera que el alumno pueda reflejar las experiencias de laboratorio utilizando el método científico. Además, se trata de desarrollar en el estudiante una actitud creativa hacia la innovación, la iniciativa propia, la búsqueda de alternativas, la fundamentación de soluciones y proyectos.


7

PROGRAMA ANALÍTICO

Eje Temático Nº 1: Introducción a los sistemas de comunicaciones Unidad Nº 1: Elementos de un sistema de comunicaciones

Comunicación, mensajes y señales. Los elementos de un sistema de

comunicación. Modulación. Fundamentos del uso de la modulación.

Limitaciones fundamentales en la comunicación eléctrica. Cronología de la

comunicación eléctrica.

Unidad Nº 2: Señales, análisis espectral y filtros

Señales de corriente alterna y redes. Señales periódicas y series de Fourier.

Señales no periódicas y transformadas de Fourier. Importancia de la teoría de

Fourier. Convolución e impulsos. Respuesta del sistema y filtros. Correlación y

densidad espectral. Simulación de ejemplos con software Matlab para

profundizar y asimilar los conceptos físicos y matemáticos estudiados.

Unidad Nº 3: Señales aleatorias y ruido

Introducción a la probabilidad. Variables aleatorias y modelos útiles de

probabilidad. Ruido y su filtración. Ruido térmico. Ruido blanco y temperatura

de ruido.

Eje Temático N° 2: Métodos de modulación. Unidad Nº 4: Modulación de amplitud

Conceptos de AM. Indice de modulación y porcentaje de modulación. Bandas

laterales y el dominio de la frecuencia. Representación de una señal de AM en

el dominio de la frecuencia. Modulación por pulsos. Representación fasorial

vectorial de una señal de AM. Potencia en AM. Modulación de banda lateral

única. Desventaja de la doble banda lateral (DBL) y la banda lateral única

(BLU).Clasificación de las emisiones de radio. Diagrama en bloque de

transmisor y receptor de AM.

Unidad Nº 5: Modulación angular

Definición de modulación angular. Principios básicos de la modulación de

frecuencia. Principios básicos de la modulación de fase. Relación entre señal

moduladora y desviación de la portadora. Indice de modulación y bandas

laterales. Funciones de Bessel y su aplicación en estos tipos de modulación.

Ancho de banda de la señal de FM. Efectos de supresión de ruido en FM. Pre-

énfasis. Ventajas de la FM respecto a la modulación de amplitud. Desventaja

de la FM. Diagrama en bloque de transmisor y receptor de FM.


8

Unidad Nº 6: Modulación de pulsos

Sistemas de comunicación de modulación de pulsos. Ventajas y desventajas.

Teoría del muestreo. Modulación analógica de pulsos (PAM). Modulación en

duración de pulsos (PDM). Modulación en posición de pulsos (PPM).

Modulación en delta. Modulación por pulsos codificados diferencial.

Multicanalización por división en tiempo (TDM). Aplicaciones de la modulación

de pulsos.

Unidad Nº 7: Modulación y transmisión digital

Modulación digital y su utilización en modems. Modulación digital ASK.

Modulación digital FSK. Modulación digital PSK y DPSK. Modulación QPSK:

Modulación QAM. Clasificación de los módems y estándares. Eficiencia de

transmisión. Medio de trasmisión (ancho de banda). Análisis de la técnica de

modulación y multiplexado de espectro esparcido (SS, spread spectrum)

utilizada en sistemas de trasmisión inhalámbrica.

Unidad Nº 8: Teoría de la información.

La medida de la información. Capacidad de canal. Diferencia entre canales

discretos y continuos. Comparación de sistemas.


9

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

Los elementos a tener en cuenta para la evaluación de la asignatura son:

EVALUACIONES AL FINAL DE CADA UNIDAD TEMÁTICA.

TRABAJOS PRÁCTICOS DE CADA UNIDAD TEMÁTICA EN

LABORATORIO.

TRABAJO PRÁCTICO INTEGRADOR.

INFORME TÉCNICO DE LAS VISITAS A EMPRESAS REALIZADAS

EVALUACIONES AL FINAL DE CADA UNIDAD TEMÁTICA: se realizarán micro-

evaluaciones de conceptos desarrollados en cada unidad temática con el fin de que la

evaluación de la materia se realice en forma continua. Esta metodología permitiría captar

dificultades en la apropiación de algunos contenidos por parte de los alumnos Se tendrá

en cuenta en las micro-evaluaciones (individual):

Nivel de Información (cantidad y calidad).

Nivel de elaboración de información.

Actitud ingenieril para el tratamiento de los problemas.

Originalidad del análisis propuesto.

TRABAJOS PRÁCTICOS DE CADA UNIDAD TEMÁTICA EN LABORATORIO:

En los trabajos de prácticos de laboratorio (grupal) se evalúa:

Análisis, comparación y síntesis de resultado obtenidos del trabajo de laboratorio

o simulación.

Utilización de herramientas informáticas de simulación.

Capacidad de trabajo en equipo.

Presentación del trabajo.


10

TRABAJO PRÁCTICO INTEGRADOR: a través de este trabajo grupal (conformado

por dos personas) el alumno puede integrar y relacionar los temas abordados en todo el

recorrido de la asignatura. El motivo por el cual se incluye el trabajo práctico integrador es

la de utilizar conocimientos adquiridos en otras cátedras e integrarlas con un objetivo

común. En el trabajo práctico integrador (grupal) se pretende evaluar:

Actitud ingenieril para el tratamiento del problema a resolver.

Capacidad de trabajo en equipo.

Utilización de herramientas informáticas de simulación.

Integración de contenidos con otras asignaturas.

Presentación.

INFORME TÉCNICO DE VISITA A EMPRESA: previo a la visita efectiva a la

empresa, el docente entregará la consigna o criterios a tener en cuenta a la hora de

elaborar el informe técnico de la misma. Para la evaluación del informe técnico se tendrá

en cuenta como el alumno vincule los contenidos desarrollados en la cátedra, con las

aplicaciones observadas en el caso específico.


11

CONDICIONES DE REGULARIZACIÓN

Es necesario aprobar todas las miro-evaluaciones realizadas durante el año

(exámenes parciales). La nota mínima de aprobación es 4 (cuatro) y solo se

permite recuperar uno de ellos.

El alumno deberá tener aprobado al menos el 80 % de los trabajos prácticos de

cada unidad temática.

El alumno debe tener aprobado el informe de las visitas realizadas a empresas en

el año (se estima realizar al menos dos visitas a empresas de

Telecomunicaciones).

Es necesario tener aprobado el trabajo práctico integrador.

Cabe aclarar que no existe la condición de PROMOCION DIRECTA.

Autoevaluación: Será realizada utilizando el instrumento elaborado desde Secretaría Académica y

aprobado por Consejo Académico.


12

PLAN DE TRABAJO

Eje temático Nº 1: Introducción a los sistemas de comunicaciones

Semana Contenidos Metodología Evaluación Nivel de

Profundidad Bibliografía

1-2 .

Unidad I (Elementos de un sistema de

comunicaciones)

Exposición del profesor

En parcial nro. 1(escrito).

Conceptual.

Ref. 2,3,5,6

3-5 Unidad II (Señales, análisis espectral y

filtros)

Exposición del profesor y

prácticas de simulación con

Matlab.


Conceptual

Ref. 2,3,6

6-7 Unidad III (Señales aleatorias y ruido)

Exposición del profesor y

prácticas de simulación con

Matlab


Conceptual Ref1,2,6

Eje temático Nº 2: Métodos de modulación



8-10

Unidad IV (Modulación de amplitud)

Exposición del profesor y prácticas de simulación con Matlab

En parcial nro. 4 (escrito)

Conceptual y práctico.

Ref. 1,2,3,4

11-14

Unidad V (Modulación angular)

Exposición del profesor y prácticas de simulación con Matlab.


Conceptual y práctico

Ref. 1,2,3,4

15-17

Unidad VI (Modulación de pulsos)




Ref. 1,2,3,4


13

Eje temático Nº 2: Métodos de modulación



18-22

Unidad VII (Modulación y transmisión digital)


En parcial nro. 7 (escrito


Ref. 1,2,4,5

23-26 Unidad VIII (Teoría de la información)


En parcial nro. 8

Conceptual Ref. 1,5,6

27-32 Trabajo práctico Integrador

Resolución de dudas por parte del profesor y diseño y simulación e implementación por partes de los alumnos.

Trabajo integrador

Conceptual y práctico


14

ESTRATEGIA METODOLÓGICA

CLASES EN EL AULA: exposiciones de los temas por parte del docente

fomentando la interacción con los alumnos a partir de diferentes ejemplificaciones.

Presentación de diversos principios y desarrollos teóricos a partir de discusiones

grupales. Resolución de ejercicios de aplicación y simulación a través del uso de

herramientas teóricas brindadas durante la clase. Cabe acotarse que en las exposiciones

del docente se incluye preguntas de repaso y preguntas para reflexionar sobre el tema

abordado. A través de estas últimas se busca poner en juego conocimientos de la unidad,

con contenidos de otras materias y sus experiencias previas.

CLASES EN EL LABORATORIO: se desarrollarán dos tipos de estrategias de

aprendizaje:

1) Simulación de los diferentes tipos de modulaciones utilizando software

específico (Matlab) para que el alumno logre incorporar y asimilar los conocimientos

teóricos recibidos en el aula, al igual que la matemática asociada creando en el alumno

una actividad autogestionaria y de esta manera introducirlos en los procesos

característicos de la profesión utilizando herramientas informáticas.

2) Implementación de los conocimientos adquiridos en un sistema físico real

(construyendo una placa electrónica para tal fin). Esta actividad se realiza con el trabajo

práctico correspondiente a cada unidad temática permitiendo al alumno plasmar los

conceptos, representaciones y conocimientos que el mismo ha construido en el

transcurso de sus experiencias previas y a través de la misma generarle nuevos

interrogantes. En el caso que se realice la implementación física real, el software utilizado

es Electronics Workbench Multisim versión educativa de modo de evaluar el

comportamiento del circuito antes de construirse. Cada Unidad Temática posee trabajos

de simulación y/o implementación en laboratorio en función de los temas abordados en

las mismas.

TRABAJO PRÁCTICO INTEGRADOR: se realiza un trabajo práctico

integrador para que el alumno pueda integrar y relacionar los temas abordados en todo

el recorrido de la asignatura. Para esto se plantea un objetivo (por ej. El diseño de un


15

circuito para transmitir y recibir datos en forma inalámbrica o cableada utilizando micro-

controlador, que utilice algún método de modulación estudiado durante el transcurso del

año) y se le pide al alumno el diseño, cálculo, simulación e implementación del circuito

(brindándole todo el apoyo necesario para tal fin). El motivo por el cual se incluye el

trabajo práctico integrador es la de utilizar conocimientos adquiridos en otras cátedras e

integrarlas con un objetivo común.

El trabajo práctico integrador se realiza conformando grupos de dos integrantes

como máximo como estrategia de nivelación y de intercambio de experiencias.

VISITAS A EMPRESAS: se prevee la visita de al menos dos empresas del

rubro de las telecomunicaciones en el año con el fin de que el alumno pueda comprender

la utilización prácticas de dichas tecnologías abordadas durante el cursado con un fin

específico concreto.


16

BIBLIOGRAFÍA

Bibliografía Obligatoria:

1. PROAKIS JHON G, MASOUD SALEHI.

Fundamentals of Communications Systems. [4ta. ed.]

Global Edition, 2015.

2. FRENZEL LOIS E. Sistemas Electrónicos de Comunicaciones.

[1a. ed.] McGraw-Hill, 2007.

3. COUCH W. LEON. Sistemas de comunicaciones digitales y analógicos. [7ma. ed.]

Pearson, 2008.

4. FRENZEL LOIS E.

Electrónica Aplicada a los Sistemas de las Comunicaciones. [3ra. ed.] Alfaomega Grupo Editor, 2003.

5. TOMASI.

Sistemas de comunicaciones electrónicas. [4ta. ed.] Prentice Hall, 2001.

6. CARLSON BRUCE A. Sistemas de comunicación.

1a. ed. McGraw-Hill, 1997.

Bibliografía ampliatoria

1. GLOVER IAN.

Digital Communications. 1a. ed.

McGraw-Hill, 2010.


17

2. HERRERA ENRIQUE. Comunicaciones I, señales, modulación y transmisión.

1a. ed. Limusa, 2002.

3. ORIOL SALLENT ROIG Fundamentos de diseño y gestión de sistemas de comunicaciones.

1a. ed. Digital Politécnica, 2014.


18

ARTICULACIÓN

Articulación con el Área:

Asignatura Carga Horaria Porcentaje

Sistemas de Comunicaciones 128 45,7

Medios de enlace

128 45,7

Sistemas de comunicaciones II 24 8,6


19

Temas relacionados con materias del área:

Medios de Enlace Tema relacionado

Antenas Unidad I. Elementos de un sistema de comunicaciones.

Sistema de comunicaciones II

Tema relacionado

Todos los temas del programa

Unidad I a Unidad VIII.


20

Articulación con el Nivel:

Asignatura Carga Horaria Porcentaje

Sistema de Comunicaciones 128 13,33

Técnicas digitales II 160 16,66

Medidas Electrónicas I 160 16,66

Máquinas e instalaciones eléctricas 128 13,33

Teoría de los circuitos II 160 16,66

Electrónica aplicada II 160 16,66

Seguridad e higiene 64 6,66


21

Temas relacionados con materias del nivel:

Técnicas digitales II Tema relacionado

Conversores A/D y D/A y microcontroladores.

Teoría de la información. Capacidad de canal. Simulación de modulación con microcontrolador.

Teoría de circuitos II Tema relacionado

Filtros analógicos y digitales.

Señales, análisis espectral y filtros

Seguridad, higiene y medio ambiente

Tema relacionado

Impacto ambiental de radiaciones electromagnéticas.

Modulación de la portadora.

Medidas electrónicas I Tema relacionado

Osciloscopios de uso general.

Medición de la portadora y modulante.


22

Articulación con las correlativas:

Asignatura Para cursar Para rendir

Cursada Aprobada Aprobada

Sistema de

Comunicaciones

Análisis de señales y sistemas.

Probabilidad y estadística.

Electrónica aplicada I Medios de Enlace

Análisis

matemático II

Física II

Análisis de señales y sistemas.

Probabilidad y estadística.

Electrónica aplicada I Medios de Enlace


23

Temas relacionados con las correlativas:

Análisis de señales y sistemas

Tema relacionado

Señales de tiempo continuo y tiempo discreto. Series e integrales de Fourier. Teorema del muestreo.

Señales, análisis espectral y filtros. Modulaciones. Teoría de la información.

Probabilidad y estadística

Tema relacionado

Muestras, estimadores consistentes, suficientes y eficientes.

Teoría de la información.

Electrónica aplicada I Tema relacionado

Señales y fuentes de señal. El transistor bipolar.

Modulación. Esquemas típicos. Transmisión digital.

Medios de Enlace Tema relacionado

Antenas Elementos de un sistema de comunicaciones.

Análisis matemático II Tema relacionado

Introducción a las series de Fourier.

Señales, análisis espectral y filtros.

Física II Tema relacionado

Ondas. Modulación.


24

ORIENTACIÓN

Del Área:

La orientación de las asignaturas del área Sistemas de Comunicaciones de la

especialidad trata de desarrollar al alumno en comprender los principios de

funcionamiento de los sistemas de comunicaciones, los principios de

propagación y radiación electromagnética y la operación de los bloques

constitutivos de los diferentes sistemas. Se pretende que el alumno pueda

analizar el comportamiento de los diferentes sistemas de comunicaciones y

adquirir la capacidad para el diseño de equipos electrónicos de

comunicaciones tanto analógicos como digitales, como incorporar en todos

estos aspectos; la utilización de herramientas informáticas como soporte.

Dichas competencias brindan fundamentos teóricos adecuados para manejar

con facilidad y seguridad distintas tecnologías de las comunicaciones propias

de nuestra región y de nuestro país.

De la Asignatura:

El aporte de Sistemas de comunicaciones al perfil del graduado se relaciona

con el comienzo de la generación en el alumno de capacidades para integrar

la información proveniente de distintos campos interdisciplinarios con un

objetivo común, establecer conocimientos sólidos sobre el funcionamiento y

aplicación de los diferentes sistemas de transmisión y sus modulaciones

asociadas; además de proporcionarle capacidad de innovación, para afrontar

con solvencia el planeamiento, desarrollo, dirección y control de sistemas de

los diferentes sistemas de transmisión y comunicaciones en nuestra región y

país.

sistemas de comunicaciones -...

Documents