1. Educación

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD
Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería
Hoja de Ruta – Periodo II de 2014
Hoja de Ruta
299004 - Procesamiento Digital de Señales
Temáticas revisadas: Referencias requeridas y referencias complementarias
de cada una de las unidades.
Entorno de Aprendizaje Práctico: Se presenta como una actividad
complementaria de la Estrategia de Aprendizaje desarrollada en el curso e
incluye el desarrollo práctico bajo herramientas software de temáticas del
curso Procesamiento Digital de Señales.
Síntesis de las actividades:
1. Descarga e Instalación de Software
Scilab es un programa desarrollado para aplicaciones de control de sistemas y
procesamiento de señales. Es un formato de código distribuido libremente.
Para comenzar con su utilización debe ingresar a la página www.scilab.org y
descargar la versión de acuerdo a su sistema operativo para proceder a su
instalación.
2. Introducción al manejo del software
En internet se pueden encontrar tutoriales y video tutoriales para el manejo
adecuado del software. La bibliografía recomendada para este caso es la
siguiente:
•
Delicado, B. (2001). Manual de Introducción al Tratamiento de Señales con
SCILAB para usuarios de MATLAB. Programa de Doctorado en Automática e
Informática Industrial. Madrid – España: Instituto Nacional de Técnica
Aeroespacial. Disponible en:
http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ingenieria/2001619/lecciones/descar
gas/senal.pdf
•
Levi, V., Martínez, S. & Bragas, A. (2013). Netbooks para hacer ciencia.
Scilab Intro. Buenos Aires – Argentina. Disponible en:
http://www.voluntariado.df.uba.ar/index.php/tutoriales-y-practicas-de-lasclases/scilab-introduccion
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3. Actividades para el Paso 1: Recolección de Información
Fecha de Inicio: 27 de Agosto de 2014.
Fecha de Cierre: 05 de Octubre de 2014.

En el entorno de aprendizaje práctico encontrará un foro denominado
Foro de Aprendizaje Práctico y una vez ingrese hallará un tema llamado
Paso 1: Recolección de Información, en el cual los integrantes del
grupo colaborativo deben aportar para construir el producto final de este
paso, que consiste en implementar las siguientes actividades de manera
práctica mediante un software de simulación que puede ser MatLab o
SciLab, presentando el código fuente, los pantallazos y las gráficas
obtenidas:
1. Para las señales
y[n]=h[n]*x[n]
a)
b)
c)
d)
x[n]
y
h[n]
dadas,
determine
la
convolución
x[n]=1, -5≤n≤5, h[n] = (1/2)n u[n]
x[n]=δ[n]+2 δ[n-1]+(1/2)nu[n], h[n]=(1/2)nu[n]
x[n]={1, -1/2, ¼, -1/8, 1/16}, h[n]={1,-1,1,-1}
x[n]={-1, 1/2, 3/4, -1/5, 1}, h[n]={1,1,1,1,1}
2. Dadas las siguientes señales
y[n] = [3 -5 2 4 3 -2]
x[n] = [0 -4 6 -1 7 3]
z[n]= [-4 -3 -1 0 3 8]
Encuentre:
a)
b)
c)
d)
ryy
rxz
ryz
rzz
El número subrayado denota el cero de la función
3. Determine la respuesta al impulso h[n] de los siguientes sistemas:
a) y[n]-3y[n-1]-4y[n-2]=x[n]+2x[n-1], n≥0
y[-1]=1, y[-2]=0
b) y[n]+y[n-1]+1/4y[n-2]=x[n], n≥0
y[-1]=-y[-2]=1
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4. La señal analógica x(t) se muestrea con un periodo de muestreo de 2 ms.
Su salida se hace pasar por un conversor D/A ideal. Determine la señal y(t)
obtenida.
x(t) = sen(1050∏t) + cos(50∏t) + 2cos(950∏t); t en segundos
5. Determinar la DFT de las siguientes señales periódicas:
a) x[n] = {1, 0, -1, 1, 0, -1, 1, 0, -1,…} DFT de orden 3.
b) X[n] = {1, 0, 0, -1, 1, 0, 0, -1, 1, 0, 0, -1,…} DFT de orden 4.
El número subrayado denota el cero de la función
4. Actividades para el Paso 2: Planificación General
Fecha de Inicio: 06 de Octubre de 2014.
Fecha de Cierre: 02 de Noviembre de 2014.

En el entorno de aprendizaje práctico encontrará un foro denominado
Foro de Aprendizaje Práctico y una vez ingrese hallará un tema llamado
Paso 2: Planificación General, en el cual los integrantes del grupo
colaborativo deben aportar para construir el producto final de este paso,
que consiste en implementar las siguientes actividades de manera práctica
mediante un software de simulación que puede ser MatLab o SciLab,
presentando el código fuente, los pantallazos y las gráficas obtenidas:
1. Aplicando el método del impulso invariante realizar el diseño de un filtro
digital pasa bajo IIR de tal forma que se aproxime a la respuesta en
frecuencia de un filtro continuo Butterworth de orden 2, cuya función de
transferencia está dada por la siguiente expresión:
( )
√
Considerar que el filtro continuo tiene la frecuencia de corte de 150 Hz a 3
dB, y una frecuencia de muestreo de 1.28kHz.
2. Diseñar un filtro digital pasa bajo FIR usando el método de ventana de
Hamming que cumpla con las siguientes especificaciones:
Frecuencia de Muestreo – fs = 22050Hz;
Frecuencia de corte pasa banda – fc1 = 3KHz;
Frecuencia de corte rechaza banda – fc2 = 6KHz;
Atenuación mínima rechaza banda – 40db.
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3. Para una señal de datos muestreada a 10 Hz, diseñar un filtro pasa alto por
medio de un filtro Chebyshev I, utilizando para ello el método de la
transformación bilineal. Las características del filtro son las siguientes:
Frecuencia en la banda de paso - fbp = 2.4Hz
Frecuencia en la banda de rechazo – fsb = 2Hz
Rizado en la banda de paso – Rp = 1dB
Máxima atenuación en la banda de rechazo - As = 40db
4. Diseñar un filtro pasa alto, por medio del método de rizado constante
óptimo que cumpla con las siguientes características.
Frecuencia en la banda de rechazo – fsb = 1.5kHz;
Frecuencia en la banda de paso - fbp = 1.6kHz;
Rizado en la banda de paso – Rp = 1dB;
Máxima atenuación en la banda de rechazo - As = 60dB;
Frecuencia de muestreo = 8000Hz;
5. Actividades para el Paso 3: Ejecución del Proyecto
Fecha de Inicio: 03 de Noviembre de 2014.
Fecha de Cierre: 27 de Noviembre de 2014.

En el entorno de aprendizaje práctico encontrará un foro denominado
Foro de Aprendizaje Práctico y una vez ingrese hallará un tema llamado
Paso 3: Ejecución del Proyecto, en el cual los integrantes del grupo
colaborativo deben aportar para construir el producto final de este paso,
que consiste en implementar las siguientes actividades de manera práctica
mediante un software de simulación que puede ser MatLab o SciLab,
presentando el código fuente, los pantallazos y las gráficas obtenidas:
1. Grabar desde MatLab un archivo de audio .wav con su voz y una frecuencia
de muestreo de 44100Hz, apoyarse en la función wavrecord(). Reproducir
la señal y guardarla en la carpeta de trabajo de MatLab con el nombre
voz.wav. Graficar la señal en el dominio del tiempo y su espectro.
2. Crear un tono sinusoidal en MatLab con amplitud 0.01 y frecuencia 200 Hz,
reproducir el tono y guardarlo en la carpeta de trabajo bajo el nombre
tono.wav. Graficar la señal en el dominio del tiempo y su espectro.
3. Investigar la forma para mezclar las anteriores señales, reproducir la señal
resultante y guardarla en la carpeta de trabajo de MatLab bajo el nombre
s_total.wav, graficarla en el dominio del tiempo y graficar su espectro.
4. Diseñar un filtro que permita eliminar el tono y dejar nuevamente la voz
limpia.
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6. Actividades para el Paso 4: Evaluación. Proyecto de Fin de Curso.
Fecha de Inicio: 28 de Noviembre de 2014.
Fecha de Cierre: 12 de Diciembre de 2014.
Una vez se hayan completado los primeros 3 pasos de la estrategia, se debe
concluir el curso con una etapa de evaluación, donde se muestren los
resultados obtenidos a partir del trabajo realizado durante el semestre. Las
actividades a cumplir en este paso son las siguientes:

En el entorno de aprendizaje práctico encontrará un foro denominado
Foro de Aprendizaje Práctico y una vez ingrese hallará un tema llamado
Paso 4: Evaluación, en el cual los integrantes del grupo colaborativo
deben aportar para construir el producto final de este paso, que consiste en
implementar las siguientes actividades de manera práctica mediante un
software de simulación que puede ser MatLab o SciLab, presentando el
código fuente, los pantallazos y las gráficas obtenidas:
1. Cada integrante del grupo de manera individual deberá realizar la captura
de una imagen digital de su rostro (fotografía digital), el nombre y formato
de la imagen debe ser el siguiente (inicial primer nombre + primer apellido
+ formato JPG). Ej. Si el nombre del estudiante es Juancho Polo, el nombre
de la imagen debe ser así: j_polo.jpg (sin acentos y sin caracteres
especiales como la “ñ”).
2. Realizar la lectura de la imagen j_polo.jpg, convertirla en una imagen
binaria en blanco y negro con umbral de 0.6 y realizar su escritura en el
archivo j_polo_bin.jpg.
3. Convertir la imagen original j_polo.jpg a escala de grises y calcular su
histograma. Crear una figura que contenga estas dos gráficas.
4. Aplicar ecualización de histograma con el comando histeq() a la imagen en
escala de grises y visualizar la imagen ecualizada y su histograma, puede
notar que corresponde a un histograma con distribución uniforme.
5. Consolidar los trabajos realizados hasta el momento y crear un documento
en formato .pdf, que abarque el componente teórico y práctico.
6. El grupo colaborativo debe escoger a un integrante para que sustente el
procedimiento de cada una de las actividades prácticas y realice la
grabación de un video en YouTube con la sustentación.