Teoria do Sinal

Código:

EEC0013

Sigla:

TSIN

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciências Fundamentais e da Eletrotecnia

Ocorrência: 2013/2014 - 1S

Ativa?	Sim
Página Web:	https://www.fe.up.pt/si/conteudos_geral.conteudos_ver?pct_pag_id=1639&pct_parametros=p_ano_lectivo=2011/2012-y-p_cad_codigo=EEC0013-y-p_periodo=1S
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEEC	458	Plano de estudos de Transição a partir de 2010/11	2	-	6	63	162
		Plano de estudos oficial	2	-	6	63	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

1. Descrever e explicar os conceitos, características, propriedades e operações essenciais dos sinais e dos sistemas; 2. Identificar e distinguir sinais e sistemas contínuos/discretos; 3. Definir, explicar, operar e resolver sistemas lineares e invariantes (SLIT), contínuos e discretos, no domínio dos tempos e no domínio das frequências (Fourier); 4. Interpretar e calcular transformadas de Laplace e Z, e relacioná-las com SLIT; 5. Decompor sinais e sistemas e ilustrá-lo graficamente; 6. Analisar SLIT, representados no tempo e na frequência.

Resultados de aprendizagem e competências

O objetivo principal da unidade curricular de Teoria do Sinal é fornecer aos alunos formação básica em  sinais e sistemas lineares, contínuos e discretos.Como resultados de aprendizagem os alunos devem adquirir as competências formuladas nos Objetivos da unidade curricular e demonstrar a sua incorporação na sua formação. Assim, devem, designadamente: 1. Descrever e explicar os conceitos e propriedades de sinais contínuos e discretos. 2. Representar sinais e realizar as suas transformações. 3. Descrever e explicar o conceito de sistema, e identificar e distinguir as suas propriedades principais. 4. Compreender, formular e operar a transformação de sinais realizada por sistemas lineares e invariantes no tempo. 5. Incorporar e dominar as noções de análise temporal e frequencial de sinais e sistemas. 6. Equacionar, explicar e resolver problemas práticos de tratamento de sinais por intermédio de sistemas lineares e invariantes.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Conhecimentos básicos de Análise Matemática, Álgebra e Circuitos.

Programa

CONTEÚDO
Sinais e sistemas, contínuos e discretos. Sistemas lineares, invariantes. Convolução linear. Análise de Fourier para sinais e sistemas. Resposta em frequência. Introdução à transformada de Laplace e à transformada-Z, bilaterais e unilaterais. Amostragem.

PROGRAMA

1. Sinais e sistemas, contínuos e discretos.
1.1. Sinais contínuos e discretos básicos.
1.2. Sistemas e suas propriedades (com e sem memória, invertibilidade, causalidade, estabilidade, invariância temporal, linearidade).
2. Sistemas lineares, invariantes.
2.1. Representação de sinais por impulsos.
2.2. Soma e integral de convolução.
2.3. Sistemas descritos por equações diferenciais e por equações às diferenças.
3. Análise de Fourier para sinais e sistemas.
3.1. Sinais e sistemas contínuos.
3.1.1. Resposta de sistemas lineares invariantes a exponenciais complexas.
3.1.2. Representação e aproximação de sinais periódicos pela série de Fourier.
3.1.3. Representação de sinais aperiódicos pela transformada de Fourier.
3.1.4. Resposta em frequência de sistemas de 1ª e 2ª ordem, caracterizados por equações diferenciais lineares de coeficientes constantes.

3.1.5 Traçados de Bode
3.1.6. Transformada de Laplace bilateral e unilateral. Definições e região de convergência. Aplicações.
3.2. Sinais e sistemas discretos.
3.2.1. Resposta de sistemas lineares invariantes a exponenciais complexas.
3.2.2. Representação de sinais periódicos pela série discreta de Fourier.
3.2.3. Representação de sinais aperiódicos pela transformada discreta de Fourier.
3.2.4. Resposta em frequência de sistemas de 1ª e 2ª ordem, caracterizados por equações às diferenças lineares de coeficientes constantes.
3.2.5. Transformada Z bilateral e unilateral. Definições e região de convergência. Aplicações.
4. Amostragem.

Bibliografia Obrigatória

Oppenheim, Alan V.; Signals & systems. ISBN: 0-13-651175-9
Michael J. Roberts; Fundamentals of Signals and Systems, McGraw-Hill International Edition, 2008. ISBN: 978-007-125937-8

Bibliografia Complementar

Buck, John R.; Computer explorations in signals and systems. ISBN: 0-13-732868-0
Lindner, Douglas K; Introduction to signals and systems. ISBN: 0-07-116489-8
Signals and Systems-MIT open course ware, MIT (http://ocw.mit.edu/OcwWeb/Electrical-Engineering-and-Computer-Science/6-003Fall-2003/CourseHome/index.htm)

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas Teóricas:
Exposição das matérias do programa, ilustração dos métodos por meio da resolução de problemas representativos.

Aulas Teórico-Práticas:
Resolução de problemas ilustrativos das matérias leccionadas nas aulas teóricas. Proposta e discussão de trabalhos de casa, resolução de problemas na aula.

Fora das Aulas:
Estudo das matérias da disciplina, resolução de problemas propostos (de modo convencional e também fazendo uso do MatLab, disponível na rede FEUP, bem como de outro software livre de apoio).

Software

MatLab 7

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	75,00
Participação presencial	0,00
Teste	25,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	60,00
Frequência das aulas	40,00
Total:	100,00

Obtenção de frequência

Se for excedido o limite legal de faltas nas aulas teórico-práticas, o aluno não tem frequência, ficando sem acesso a exame, seja na época normal ou na de recurso (alunos em regime de primeira inscrição na unidade curricular).

Os alunos que já tenham inscrição na unidade curricular em ano(s) letivo(s) anterior(es) são admitidos a exame final, não tendo acesso a componente distribuída de avaliação.

Fórmula de cálculo da classificação final

Consideram-se duas componentes da avaliação, para os alunos em primeira inscrição: Avaliação distribuída, AD, efectuada por meio da realização de dois mini-testes com duração não superior a 1 hora e 30 minutos, em datas, horas e salas a divulgar oportunamente. Os mini-testes são do tipo escolha múltipla;

Exame escrito, EF, (prova final, com duração não superior a 2 horas e 30 minutos). O exame poderá conter uma parte de escolha múltipla.


 Ambas as componentes são classificadas numa escala de 0 a 20 valores. A classificação final, CF, é obtida pela fórmula CF = 0,25 AD + 0,75 EF.

Para os alunos com inscrições na disciplina, em anos anteriores, a avaliação consta apenas do exame final, sendo a classificação final CF = EF.

Provas e trabalhos especiais

não aplicável

Trabalho de estágio/projeto

Não aplicável

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Os alunos com estatuto de trabalhador-estudante não serão avaliados senão ao abrigo desse estatuto, o que significa que não lhes será aplicado qualquer esquema de avaliação distribuída.

Melhoria de classificação

A melhoria da classificação pode ser efectuada em época especial de exame, sendo a classificação final igual ao resultado obtido nesse exame, se melhor do que a classificação anterior. A classificação dos mini-testes não tem recurso.

Observações

1. A obtenção de classificação final superior a 18 valores (19 ou 20) exige a prestação de uma prova oral, a realizar após o fim da época de exame de recurso. Os alunos em condições de realizarem as referidas provas orais serão devidamente assinalados nas pautas de classificação afixadas após os exames escritos.

2. Apesar de não estar incluído explicitamente no planeamento das actividades da disciplina, os alunos são vivamente aconselhados a utilizarem recursos informáticos livremente disponíveis para apoio ao estudo de sinais e sistemas. Na rede FEUP está disponível Matlab, um conjunto poderosíssimo de ferramentas computacionais (de âmbito muito vasto), e podem ser usadas inúmeras ferramentas, simuladores e demonstradores disponíveis na Internet (designadamente o demonstrador sobre "signals, systems and control" da Univ. Johns Hopkins).

A consulta do site "Open Courseware" do MIT, nomeadamento o do curso "Signals and Sytems" também é incentivado.