Teoria do Sinal

Código:

EEC0013

Sigla:

TSIN

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciências Fundamentais e da Eletrotecnia

Ocorrência: 2018/2019 - 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	328	Plano de estudos oficial	2	-	6	28	28

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. 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)
H. P. Hsu; Signals and Systems, Mc Graw-Hill, 1995. ISBN: ISBN 0-07-030641-9

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	97,00
Frequência das aulas	65,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Os alunos que ainda não obtiveram frequência, não podem faltar a mais de 25% das aulas teórico-práticas previstas para obterem frequência. Um aluno sem frequência  não tem acesso a exame, seja na época normal ou na de recurso.
Os alunos que já tenham frequência na unidade curricular  são admitidos a exame final, podendo ter acesso, se o desejarem, à componente distribuída de avaliação. A nota de avaliação distribuída só é tomada em consideração no ano em que foi obtida.

Fórmula de cálculo da classificação final

Consideram-se duas componentes da avaliação: Avaliação distribuída, AD, efectuada por meio da realização de um mini-teste com duração não superior a 1 hora e 30 minutos, em data, hora e sala a divulgar oportunamente. O mini-teste é do tipo escolha múltipla;

Exame escrito, EF(época normal e de recurso),  com duração não superior a 2 horas e 30 minutos. O exame é constituído por uma parte de escolha múltipla e outra de desenvolvimento, com igual peso.


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

Provas e trabalhos especiais

Não aplicável

Trabalho de estágio/projeto

Não aplicável

Melhoria de classificação

Nos exames de melhoria da classificação, a classificação final será igual ao resultado obtido nesse exame, se melhor do que a classificação anterior. A classificação da avaliação distribuida não será considerada.

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  exame. 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.