Física (plan 2002) 2023-2

Optativas, Adquisición y Procesamiento de Señales

LUNES Y MIERCOLES 7 A 10 AM

«Cualquier tecnología suficientemente avanzada es indistinguible de la magia.»

Escritor de ciencia ficción Arthur C. Clarke

El procesamiento de señales es una herramienta experimental que constantemente es modificado por la continua evolución de la tecnología. El crecimiento abrumante de la tecnología hace que el estudio y análisis de señales sea cada vez más enigmático, esto es debido a que el desarrollo de la ciencia experimental queda subordinada a los instrumentos y teorías matemáticas, muchas veces ajena al desarrollo experimental, pero sin duda alguna aporta al conocimiento amplio teórico de los fenómenos físicos.

Este curso Teórico-Experimental es un curso completo, nos basamos en dos grandes módulos y que son medulares para asegurar una adquisición y estudio de un fenómeno de cualquier índole desde MÉDICOS HASTA FENÓMENOS FÍSICOS. Estos módulos son:

Adquisición de la Señal (Hardware)

Una señal no puede tener información que no ha sido capturada; en este curso se estudian y analizan los instrumentos, osciloscopio, multímetro, generador de funciones y fuentes de voltaje, empleados para medir o adquirir señales. Se analizarán las características, de los instrumentos antes mencionados, que impiden una adecuada adquisición hasta el control de parámetros necesarios para adquirir correctamente una señal. Es importante señalar que estas características son las mismas que deberán ser tomadas en cuenta con las interfases empleadas para adquirir y procesar señales.

Procesamiento de una señal (Software)

Una vez adquirida la señal entonces es necesario conocer las posibles herramientas para su análisis, estas herramientas nos permitirán obtener información del fenómeno. Estas herramientas, conocidas como herramientas de procesamiento de señales, son importantes ya que nos permitirán escudriñar profundamente una determinada señal. En este módulo se empleará el software de Matlab, NO OBSTANTE SE DEJARÁ A LOS ESTUDIANTES EL USOS DE OTRO SOFWARE DE PROGRAMACIÓN ( MATEMATICA, PHYTON, C++, ETC.)

Objetivos:

Al finalizar el curso el alumno

Dos objetivos medulares en el curso son: La Adquisición y el Procesamiento de Señal: El alumno aplicará herramientas de procesamiento de señales reales y simuladas. Por lo que el alumno.

1.- Identificará los posibles problemas, en los instrumentos de adquisición, que impiden adquirir adecuadamente una determinada señal.

2.- Tendrá un amplio conocimiento de las herramientas de procesamiento que le permitirán analizar cualquier señal, dependiente de la frecuencia, tanto en el dominio temporal como en el dominio frecuencial.

Sobre el curso

Es un curso ampliamente recomendado a todo aquel estudiante cuya vocación es la experimentación, por lo que sean bienvenidos estudiantes: BIOLOGOS, CIENCIAS DE LA TIERRA, FÍSICA BIOMÉDICA, INGENIERIA, FÍSICA O de cualquier área experimental INTERESADA AL ANÁLISIS DE SEÑALES DEPENDIENTES DE LA FRECUENCIA: Físicas, bilógicas o médicas.

En el curso se cuenta con datos de señales sísmicos y acústicos, sin duda será posible obtener datos de señales médicas y biológicas. Señales, incluso de sus temas de tesis, serán bienvenido.

El curso permitirá a los futuros investigadores la capacidad de tener alternativas distintas a los paradigmas de la investigación y enseñanza actual.

Temario:

curso: Física. Asignatura Optativa

Clave: 0304

Materia: ADQUISICIÓN Y PROCESAMIENTO DE SEÑALES

Plan de Física 2002

Dr. José Manuel Alvarado Reyes

Requisito previos fundamentales:

Créditos: 9

Horas por clase: 3

Horas por semana: 6

Horas por semestres: 86

1. Instrumentación y señales

Práctica , Experimental.

2. Transductores

Práctica , Experimental

2. Simulación en Matlab y adquisición de señales

Prácticas, Experimental (analisis de datos capturadas con un oscilosocopio) y Computacional

3. Introducción a la transformada de Fourier Discreta con aplicaciones

Práctica, Experimental y computacional

4. introducción a las Herramientas de señales: Ventanas, Filtros Analógicos y Filtros Digitales

Práctica, Experimental y Computacional

5. Introducción a técnicas de Análisis espectral

Práctica, Experimental y computacional

6. Uso de interfases de patentes

Práctica, Experimental y computacional

7. Tipos de comunicación para la adquisición y conversión de señales analógicas a digitales.

Práctica, Experimental (se emplará un sistema minímo, arduino, para ejemplificar el punto 6 y 7 de este curso)

Calificación:

60% 8 Ensayos

Los alumnos deben entregar al manos ocho ENSAYOS con temas relacionados con el procesamiento de señales, las lecturas serán propuestas durante el curso.

Es importante señalar que los ensayos deben entregarse una por semana, no se recibiran mas de un ensayo por semana.

10% PRESENTACIONES

CADA 15 DÍAS SERAN EVALUADOS POR SU PRESENTACIÓN EN EQUIPO, ES UN TRABAJO DE INVESTIGACIÓN.

10% LA PRESENTACIÓN TRABAJO (PROYECTO)

20 % REPORTE DE PROYECTO (FORMATO ARTÍCULO)

La INVESTIGACIÓN debe CONTENER el análisis de cada uno de los siguientes puntos.

1.- PRESENTACIÓN PREELIMINAR

PRESENTANDO EL ESTADO DEL ARTE DEL TEMA A ANALIZAR, ASI MISMO EL OBJETIVO DE SU TRABAJO, la presentación será ante el grupo y se hará cada 15 días.

2.- Señal en el tiempo

3.- Señal en el domino frecuencial (FFT)

4.- Ventanas

5.- Filtros

6.- Periodogramas paramétricos

7.- Periodogramas no paramétricos

8.- Espectrogramas y cálculo de energías.

9.- Resumen y resultados

10.- Conclusiones .

La calificación de este reporte será dividida por el 20/10. Es decir, cada apartado solicitado, 10pts, equivaldrá a 0.2 por apartado.

-Este proyecto será realizado por equipo de AL MENOS 2 alumnos, según sea lo complejo de la investigación.

«¿Por qué esta magnífica tecnología científica que ahorra trabajo y nos hace la vida más fácil, nos aporta tan poca felicidad? La respuesta es esta: simplemente porque aún no hemos aprendido a usarla con tino.»

Físico Albert Einstein

Contacto:

Manuel

jmar@ciencias.unam.mx

"SI QUIERES UNA VIDA FELIZ, ATALA A UNA META, Y NUNCA A UNA PERSONA O AUN OBJETO"

Físico Albert Einstein