Universitat Internacional de Catalunya - Barcelona

Teoría de Señal y Sistemas

• código 12489
• curso 2
• periodo Semestre 2
• tipo OB
• créditos 6

Módulo: FORMACIÓN TECNOLÓGICA

Materia: TECNOLOGÍA

Lengua de impartición principal: castellano

Otras lenguas de impartición: catalán, inglés

Responsable

Lc. Ruben MILLAN - rmillan@uic.es

La asignatura de Teoría de Señales trata las señales y los sistemas analógicos y discretos en el dominio del tiempo y de la frecuencia. Esta materia define las señales elementales como funciones de una variable temporal, trata la caracterización y propiedades de los sistemas que los procesan, haciendo especial énfasis en los sistemas lineales e invariantes. La Transformada de Fourier, estudia la caracterización de las señales y los sistemas en el dominio de la frecuencia. Se estudian la transformada de Fourier y sus propiedades fundamentales. Se introduce el concepto de filtro y se trata también el muestreo de las señales analógicas. En la sección de los filtros, se presenta las cuatro técnicas clásicas de diseño de filtros analógicos, empezando por el caso de filtros paso bajo y generalizando después los filtros pasa-altas, pasa-banda y banda eliminada. El diseño de un filtro se hace a nivel de función de transferencia, sin entrar en la implementación tecnológica del filtro.

Álgebra, cálculo, Fundamentos y Sistemas electrónicos

Los objetivos específicos son que el estudiante:

* Conozca y sepa clasificar las señales según su naturaleza

* Tenga la habilidad de manipular las señales mediante filtros en tiempo discreto

* Entienda las relaciones del dominio temporal y frecuencial, y sea capaz de extraer información relevante de las señales biomédicas en ambos dominios.

* Diseñe filtros sencillos y aplique las técnicas básicas para la reducción de artefactos presentes en señales biomédicas y para la detección de eventos biológicos de interés

• CB2 - Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio
• CB4 - Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado
• CE1 - Resolver los problemas matemáticos que puedan plantearse en el ámbito de la Bioingeniería. Aptitud para aplicar los conocimientos sobre geometría, cálculo integral, métodos numéricos y optimización.
• CE12 - Realizar un proyecto en el ámbito de las tecnologías específicas de Bioingeniería de naturaleza profesional en el que se sinteticen e integren las competencias adquiridas en las enseñanzas.
• CE15 - Tener la capacidad de realizar un proyecto mediante el uso de fuentes de datos, y la aplicación de metodologías, técnicas de investigación y herramientas propias de la Bioingeniería, y hacer una exposición y defensa pública del proyecto ante un público especializado de forma que se demuestre la adquisición de las competencias y conocimientos propios del Grado
• CE16 - Aplicar la terminología propia de la Bioingeniería tanto oral como escrita en una tercera lengua.
• CE17 - Ser capaz de identificar los conceptos de la ingeniería que se pueden aplicar en el campo de la biología y de la salud.
• CG4 - Resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicación y transmisión de conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Bioingeniería.
• CT3 - Saber comunicarse de forma oral y escrita con otras personas sobre los resultados del aprendizaje, de la elaboración del pensamiento y de la toma de decisiones; participar en debates sobre temas de la propia especialidad

Una vez finalizada la asignatura, el estudiante podrá:

• Conocer las señales básicas procedentes de los sistemas biológicos
• Entender los prinicipios básicos del procesado de señal
• Hacer operaciones básicas con las señales
• Poder operar de manera sencilla con ellas mediante herramientas como la Transformada de Fourier

Temario

Tema 1: Introducción

• Señales, sistemas y procesado de señales
• Clasificación de las señales
• Concepto de frecuencia (tiempo continuo y tiempo discreto)
• Ejemplos de señales biomédicas

Tema 2: Señales y Sistemas en el dominio temporal

• Señales continuas y discretas.
• Transformaciones de la variable independiente.
• Señales exponenciales y sinodales.
• Función impulso unitario y escalón unitario.
• Sistemas continuos y discretos. Propiedades básicas de los sistemas. Sistemas lineales invariantes en el tiempo (LTI). Convolución.

Tema 3: Señales y Sistemas en el dominio frecuencial. Transformada de Fourier

• Análisis frecuencial de señales de tiempo continuo (TF) (periódicas y aperiódicas)
• Análisis frecuencial de señales de tiempo discreto (DTFT) (periódicas y aperiódicas)
• Propiedades de la Transformada de Fourier de señales de tiempo discreto
• La Transformada de Fourier discreta (DFT)
• Análisis frecuencial de señales utilizando la DFT. Ventanas temporales

Tema 4: Muestreo

• Teorema de muestreo continuo.
• Reconstrucción de una señal. Efectos del submuestreo.
• Muestreo de señales discretas.
• Interpolación y diezmado.

Tema 5: Introducción al filtrado. Transformada Z

• Transformada Z.
• Diseño de filtros. Plantilla de especificaciones. Herramientas de diseño.
• Filtros de fase lineal (FIR, IIR)
• Filtros causales y estables

Tema 6: Problemas y ejemplos de procesado de señales biomédicas

• Reducción de ruido y eliminación de artefactos.
• Detección de eventos de interés en señales biomédicas.

- clases magistrales teóricas
- clases de práctica en el ordenador
- trabajo final de la asignatura

1a evaluación:

NF = 0,2*Prácticas + 0,2*Trabajo Final + max(0.2*Examen Parcial + 0.4*Examen Final ;  0.6*Examen Final)

2a evaluación:

NF= 0,2* prácticas + 0.2* Trabajo Final + 0,6* Examen Final

Consideraciones importantes:

1. Plagio, copiar o cualquier otra acción que se pueda considerar trampa supondrá un cero en ese apartado de evaluación. Realizarlo en los exámenes supondrá el suspenso inmediato de la asignatura. 
2. No se aceptarán cambios en el calendario, fechas de exámenes o en el sistema de evaluación.
3. Los estudiantes de intercambio (Erasmus y otros) o repetidores estarán sometidos a las mismas condiciones que el resto del alumnado.

Básica

Proakis, John G ; Manolakis, Dimitris G. Tratamiento digital de señales. 4ª ed. Madrid: Prentice-Hall, 2007. ISBN 9788483223475.

Bruce, Eugene N. Biomedical signal processing and signal modeling. New York: John Wiley & Sons, 2001. ISBN 0471345407.

Alan V. Oppenheim / Alan S. Willsky. Señales y Sistemas. PRENTICE HALL. 2da Edición. 1997

M. J. Roberts. Señales y Sistemas. MC-GRAW HILL. 1ra. Edición. 2004

Haykin Van Been – Señales y Sistemas. EDITIORIAL LIMOSA. 1ra. Edición. 2001

Murray R.Spegel, John Liu, Lorenzo Abellana. Fórmulas y tablas de Matemática aplicada. Shaum 4ª Edición 

Complementaria:

Sörnmo, Leif ; Laguna, Pablo. Bioelectrical signal processing in cardiac and neurological applications [en línea]. Burlington: Elsevier Academic Press, cop. 2005 [Consulta: 10/09/2014]. Disponible a: ISBN 0124375529.

Bronzino, Joseph D. The Biomedical Engineering Handbook. Section VI. 3rd ed. Boca Raton: CRC Press, 2006. ISBN 0849321220.

Momoh, James A. Electric power system applications of optimization. 2nd ed. Boca Raton, FL, [etc.]: CRC Press, cop. 2009. ISBN 9781439870334.

Kyndiah, A., Leonardi, F., Tarantino, C., Cramer, T., Millan-Solsona, R., Garreta, E., Montserrat, N., Mas-Torrent, M., Gomila, G., (2019). Bioelectronic recordings of cardiomyocytes with accumulation mode electrolyte gated organic field effect transistors Biosensors and Bioelectronics Available online 

Otros recursos:

Base de datos de artículos de revistas y congresos científicos de la Editorial Elsevier

www.sciencedirect.com

Base de datos de artículos y revistas científicas en el campo de la Ingeniería Biomédica y la Medicina: www.pubmed.com

Base de datos de artículos de revistas y congresos científicos de la Sociedad IEEE: http://ieeexplore.ieee.org/

E: fecha de examen | R: fecha de revisión | 1: primera convocatoria | 2: segunda convocatoria:

• E1 20/05/2020 10:00h
• E2 17/06/2020 08:00h