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Planilla de Actividades Curriculares
Código: E0241
Sistemas Digitales y de Comunicaciones
Última Actualización de la Asignatura:
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Descargar Planilla N°2 [PDF]CARRERAS PARA LAS QUE SE DICTA
| Carrera | Plan | Carácter | Cantidad de Semanas | Año | Semestre |
|---|---|---|---|---|---|
| 03023 - Ingeniería Electricista | 2002 | Obligatoria |
Totales:
0
Clases:
Evaluaciones:
|
5to |
9º - |
CORRELATIVIDADES
INFORMACIÓN GENERAL
PLANTEL DOCENTE
No se ha actualizado el plantel docente aún.
OBJETIVOS
Impartir las nociones básicas de las disciplinas de Técnicas Digitales y de Comunicaciones a los alumnos del último año de la Carrera de Ingeniería Eléctrica.Los alumnos podrán, así, comprender los fenómenos, sus justificaciones teóricas, los métodos de cálculo análitico y de diseño con programas de computadora.Los alumnos adquiriran capacidad para la implementación de circuitos prácticos sencillos, la selección de equipos y componentes y la verificación experimental con instrumental profesional.El aprendizaje posibilitará la comprensión de aplicaciones orientadas a la Industria y al Sector Eléctri-co, tales como circuitos de lógicas de en protecciones, medición y control en la Industria y de teleco-municaciones típicas de la operación de los Sistemas Eléctricos de Potencia.
PROGRAMA SINTÉTICO
Sistemas combinatorios. Postulados de Huntington. Leyes del álgebra de Boole1.- Funciones booleanas2.- Implementación física de sistemas combinatoriosSistemas Secuenciales1.- Concepto de secuencia. Memoria 2.- Máquinas secuenciales sincrónicas. Diagramas de estado: técnicas de relevamiento y minimización3.- Sistemas secuenciales concurrentes. Sincronización de procesos. Redes de Petri y GrafcetSistemas de comunicaciones1.- Conceptos básicos de telecomunicaciones: bandas base, modulación, técnicas de modulación2.- Enlaces digitales: técnicas de codificación. Frcuencia de error de bit3.- Aplicaciones: Redes locales industriales. Telemando y telemedición (operación remota de sistemas).
PROGRAMA ANALÍTICO
Año: 2023, semestre: 1
Vigencia: 01/02/2002 - Actualidad
Comportamiento de circuitos y componentes en régimen de pulsos.
Deformación lineal de ondas: circuitos RC, RL, y RLC. Aplicaciones en transformadores y líneas. Aplicaciones de elementos discretos (diodos, transistores) en conmutación.
Fundamentos de los sistemas digitales.
Características de los sistemas digitales. Sistemas numéricos. Representación de números en diversas bases: decimal, binario, octal, hexadecimal. Métodos de conversión.
Algebra de variables lógicas.
Funciones lógicas.
Funciones de verdad. Evaluación. Tabla de verdad. Postulados de Huntington. Algebra de Boole: teoremas fundamentales. Minimización de funciones. Formas estándar. Mintérminos y maxtérminos. Representación en diagramas de Karnaugh.
Circuitos combinacionales básicos.
Interruptores y relevadores. Familias de circuitos lógicos integrados. Series TTL, CMOS, ECL. Implementaciones básicas. NOR, NAND.
Sistemas secuenciales.
Controladores por lógica programable.Lógica cableada vs. lógica programada. Bases del funcionamiento del PLC. Aplicaciones.
Introducción a la transmisión de información.
Diseño de un sistema digital de comunicaciones típico. Información y capacidad del sistema. Dígitos binarios en la transmisión de información. Relación entre la capacidad del sistema y el contenido de información de los mensajes.
Respuesta en frecuencia de los sistemas lineales.
Repaso de serie de Fourier. Integral de Fourier y sus propiedades. Señales a través de los sistemas lineales: respuesta en frecuencia. Respuesta de las redes. Efectos de la variación de la fase en la transmisión de señales. Impulsos y respuestas a impulso de una red. Requisitos de ancho de banda en televisión.
Sistemas de comunicaciones digitales.
Introducción. Muestreo de Nyquist. Teorema de muestreo. Demodulación de señales muestreadas. Multicanalización de señales en el tiempo. Conversión analógica a digital: aplicación a la modulación por codificación de pulsos. Ruido de cuantización y compansión en PCM. Ruido de cuantización, espaciamiento del mismo nivel. Ejemplos de sistemas PAM y PCM.
Técnicas de modulación.
Introducción. Comunicaciones binarias. Manipulación por encendido y apagado. Manipulación por corrimiento de frecuencia. Manipulación por corrimiento de fase. Detección de señales binarias. Modems: aplicación a la transmisión de datos mediante el empleo de los equipos telefónicos. Modulación en amplitud. Modulador de ley cuadrática. Modelador lineal por tramos. Conversión de frecuencia. Transmisión de banda lateral única y moduladores balanceados. Represión o detección. Modulación en frecuencia. FM de banda angosta. FM de banda ancha. Demodulación en frecuencia. Detectores de cruce por cero. Multicanalización por división de frecuencia: jerarquía telefónica.
Comportamiento de los sistemas de comunicaciones: limitaciones debidas al ruido.
Relaciones de error en la transmisión binaria. Capacidad de información de los sistemas PCM: relaciones entre potencia de señal, ruido y ancho de banda. Consideraciones del ruido térmico. Aplicaciones a las comunicaciones espaciales y por satélite. Cálculo del desempeño de los satélites.
Sistemas de Telecontrol.
El rol de los sistemas de telecontrol en los sistemas eléctricos de potencia. El sistema de transmisión de datos. Diferencias entre telecontrol y control local. Estructuras y configuraciones. Funciones. Parámetros operacionales. Tecnología del telecontrol.
Vigencia: 01/02/2002 - Actualidad
Comportamiento de circuitos y componentes en régimen de pulsos.
Deformación lineal de ondas: circuitos RC, RL, y RLC. Aplicaciones en transformadores y líneas. Aplicaciones de elementos discretos (diodos, transistores) en conmutación.
Fundamentos de los sistemas digitales.
Características de los sistemas digitales. Sistemas numéricos. Representación de números en diversas bases: decimal, binario, octal, hexadecimal. Métodos de conversión.
Algebra de variables lógicas.
Funciones lógicas.
Funciones de verdad. Evaluación. Tabla de verdad. Postulados de Huntington. Algebra de Boole: teoremas fundamentales. Minimización de funciones. Formas estándar. Mintérminos y maxtérminos. Representación en diagramas de Karnaugh.
Circuitos combinacionales básicos.
Interruptores y relevadores. Familias de circuitos lógicos integrados. Series TTL, CMOS, ECL. Implementaciones básicas. NOR, NAND.
Sistemas secuenciales.
Controladores por lógica programable.Lógica cableada vs. lógica programada. Bases del funcionamiento del PLC. Aplicaciones.
Introducción a la transmisión de información.
Diseño de un sistema digital de comunicaciones típico. Información y capacidad del sistema. Dígitos binarios en la transmisión de información. Relación entre la capacidad del sistema y el contenido de información de los mensajes.
Respuesta en frecuencia de los sistemas lineales.
Repaso de serie de Fourier. Integral de Fourier y sus propiedades. Señales a través de los sistemas lineales: respuesta en frecuencia. Respuesta de las redes. Efectos de la variación de la fase en la transmisión de señales. Impulsos y respuestas a impulso de una red. Requisitos de ancho de banda en televisión.
Sistemas de comunicaciones digitales.
Introducción. Muestreo de Nyquist. Teorema de muestreo. Demodulación de señales muestreadas. Multicanalización de señales en el tiempo. Conversión analógica a digital: aplicación a la modulación por codificación de pulsos. Ruido de cuantización y compansión en PCM. Ruido de cuantización, espaciamiento del mismo nivel. Ejemplos de sistemas PAM y PCM.
Técnicas de modulación.
Introducción. Comunicaciones binarias. Manipulación por encendido y apagado. Manipulación por corrimiento de frecuencia. Manipulación por corrimiento de fase. Detección de señales binarias. Modems: aplicación a la transmisión de datos mediante el empleo de los equipos telefónicos. Modulación en amplitud. Modulador de ley cuadrática. Modelador lineal por tramos. Conversión de frecuencia. Transmisión de banda lateral única y moduladores balanceados. Represión o detección. Modulación en frecuencia. FM de banda angosta. FM de banda ancha. Demodulación en frecuencia. Detectores de cruce por cero. Multicanalización por división de frecuencia: jerarquía telefónica.
Comportamiento de los sistemas de comunicaciones: limitaciones debidas al ruido.
Relaciones de error en la transmisión binaria. Capacidad de información de los sistemas PCM: relaciones entre potencia de señal, ruido y ancho de banda. Consideraciones del ruido térmico. Aplicaciones a las comunicaciones espaciales y por satélite. Cálculo del desempeño de los satélites.
Sistemas de Telecontrol.
El rol de los sistemas de telecontrol en los sistemas eléctricos de potencia. El sistema de transmisión de datos. Diferencias entre telecontrol y control local. Estructuras y configuraciones. Funciones. Parámetros operacionales. Tecnología del telecontrol.
BIBLIOGRAFÍA
Año: 2023, semestre: 1
Vigencia: 01/02/2002 - Actualidad
F. J. Hill, G. R. Peterson: Teoría de conmutación y diseño lógico. LIMUSA. 1987.
H. Taub: Circuitos digitales y microprocesadores.Mc Graw Hill. 1990.
M.C. Ginzburg: Introducción a las técnicas digitales con circuitos integrados. Edigraf.1990.
J. Millman, H. Taub: Circuitos de pulsos, digitales y de conmutación. Mc Graw Hill. 1985.
A. Cavalcoli: PLC, I controllori programabili. Clup. 1987.
M. Schwartz: Transmisión de información, modulación y ruido. Mc Graw Hill. 1983.
H. Taub, D. Schilling. Principles of Communication Systems. Mc Graw Hill. 1989.
A. Bruce Carlson: Sistemas de comunicación. Mc Graw Hill. 1980.
Vigencia: 01/02/2002 - Actualidad
F. J. Hill, G. R. Peterson: Teoría de conmutación y diseño lógico. LIMUSA. 1987.
H. Taub: Circuitos digitales y microprocesadores.Mc Graw Hill. 1990.
M.C. Ginzburg: Introducción a las técnicas digitales con circuitos integrados. Edigraf.1990.
J. Millman, H. Taub: Circuitos de pulsos, digitales y de conmutación. Mc Graw Hill. 1985.
A. Cavalcoli: PLC, I controllori programabili. Clup. 1987.
M. Schwartz: Transmisión de información, modulación y ruido. Mc Graw Hill. 1983.
H. Taub, D. Schilling. Principles of Communication Systems. Mc Graw Hill. 1989.
A. Bruce Carlson: Sistemas de comunicación. Mc Graw Hill. 1980.
ACTIVIDADES PRÁCTICAS
PRACTICA Nº1. Comportamiento de circuitos y componentes en régimen de pulsos. Deformación lineal de ondas: circuitos RC, RL, y RLC.Identificación de componentes. Mediciones con Puente LRC. Utilización de generadores de Ondas (Pulsos y senoidal), Osciloscopio Analógico.Carga Horaria :2 hs.PRACTICA Nº2. Comportamiento de circuitos y componentes en régimen de pulsos. Aplicaciones en transformadores y líneas.Identificación de componentes. Mediciones con Puente LRC. Utilización de generadores de Ondas (Pulsos y senoidal), Osciloscopio Analógico.Carga Horaria :2 hs.PRACTICA Nº3. Comportamiento de circuitos y componentes en régimen de pulsos. Aplicaciones de elementos discretos (diodos, transistores) en conmutación.Identificación de componentes. Utilización de generadores de Ondas (Pulsos y senoidal), Osciloscopio Digital.Carga Horaria :2 hs.PRACTICA Nº4. Fundamentos de los sistemas digitales. Algebra de variables lógicas. Funciones lógicas.Resolución de ejercicios.Utilización de computadora. Programa SPICE.Carga Horaria :2 hs.PRACTICA Nº 5. Circuitos combinacionales básicos. Diseño de un contador/ divisor por 10 con circuitos integrados. Selección de componentes.Implementación y prueba con Analizador Lógico.Implementación y prueba en computadora con el Programa SPICE.Carga Horaria :2 hs.PRACTICA Nº 6. Circuitos combinacionales básicos. Diseño de un detector de secuencias con circuitos integrados. Selección de componentes.Implementación y prueba con Analizador Lógico.Implementación y prueba en computadora con el Programa SPICE.Carga Horaria :2 hs.PRACTICA Nº 7. Controladores por lógica programable. Identificación de un PLC industrial moderno. Programación en computadora. Armado físico. Aplicaciones reales sobre modelos de Sistemas Eléctricos. Control de Potencia Reactiva y Filtros de armónicas. Utilización de PLC e instrumentos de medición de armónicas e idem anteriores.Carga Horaria :4 hs.PRACTICA Nº 8. Introducción a la transmisión de información. Respuesta en frecuencia de los sistemas lineales. Respuesta de canales. Aplicación de pulsos y onda sinusoidal. Comprobación de velocidad de transmisión vs. ancho de banda. Utilización de Osciloscopio y Analizador de Espectro. Carga Horaria :2 hs.PRACTICA Nº 9. Sistemas de comunicaciones digitales. Muestreo Conversión analógica a digital. Visualización con Osciloscopio del proceso de muestreo, conversión a digital, transmisión PCM y reconstrucción en un medidor con Fibra Optica. Carga Horaria :2 hs.PRACTICA Nº 10. Técnicas de modulación. Visualización con Osciloscopio y Analizador de Espectro del proceso de Manipulación por encendido y apagado. Manipulación por corrimiento de frecuencia.Manipulación por corrimiento de fase..Carga Horaria :2 hs.Carga Horaria :2 hs.PRACTICA Nº 11. Técnicas de modulación.Visualización con Osciloscopio y Analizador de Espectro del proceso de Modulación en amplitud y Modulación en frecuencia. FM.Carga Horaria :2 hs.PRACTICA Nº 12. Sistemas de comunicaciones de los Sistemas Eléctricos de PotenciaTelecontrol en Transmisión. Telecontrol en Distribución. Teleprotección.Carga Horaria :2 hs.Nota: Luego del horario de la clase de las instalaciones quedan disponibles para los alumnos durante una semana.
METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA
Teniendo en cuenta que:Este curso forma parte del 9º semestre de la carrera de Ingeniería Electricista, y es la única materia que trata las técnicas digitales y de comunicaciones, disciplinas éstas que constituyen la base de la Electrónica.Al finalizar el curso el alumno debe estar en condiciones de hacer uso de estas herramientas para algunas aplicaciones básicas, disponer de un conocimiento general de la mayoría de los temas apto para especificar requerimientos de esta índole para aplicaciones eléctricas y, en fin, entenderse con los profesionales de estas disciplinas.Por lo expuesto la asignatura deberá desarrollar los conceptos básicos que hacen a las disciplinas de técnicas digitales y de comunicaciones, y ejemplificar con aplicaciones orientadas al sector eléctrico.El método de enseñanza es el siguiente: - Clases de explicación. Explicaciones conceptuales, desarrollo por parte del profesor de los aspectos sustanciales de cada tema, presentación de casos. Discusiones, análisis de información técnica específica de referencia. - Prácticas de gabinete como aplicación, con interacción directa docente-alumno y tendiendo a una "atención personalizada". Identificación de componentes. Selección. Realizaciones físicas de circuitos. Experimentación utilizando instrumental. Utilización de modelos por computadora. - Asistencia docente para el trabajo, en laboratorio, de los alumnos fuera del horario de clases.- Clases de consulta y discusión adicionales. - Parciales de evaluación - tres en el cuatrimestre - en que se analiza personalmente el avance de cada alumno. Los parciales pueden recuperarse en las fechas de los parciales siguientes. - Se realizan visitas a fábricas, estaciones eléctricas y/o laboratorios.Nota: Se utiliza la infraestructura del IITREE - LAT para prácticas y demostraciones, mediando la adecuada coordinación con las actividades inherentes a ese Instituto.
SISTEMA DE EVALUACIÓN
La evaluación del aprendizaje de cada alumno se realiza mediante tres (3) Parciales, distribuidos igualmente en el cuatrimestre.Cada uno de ellos es teórico-práctico, escrito.Luego de su corrección se cita a el alumno, si es necesario.Los alumnos que no han alcanzado el nivel satisfactorio, deben recuperar en fechas sucesivas.Adicionalmente, se ofrece a los alumnos aprobados mejorar su nota por una nueva evaluación.Para la evaluación global se tiene en cuenta el desempeño del alumno en el curso ( Regularidad, interés, participación, etc).
MATERIAL DIDÁCTICO
Las Actividades Prácticas enumeradas previamente requieren la elaboración de circuitos, programas, y guías.El material se incluye en las Prácticas y se adecua todos los años, a medida de la disponibilidad de elementos y programas.