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Academic Year/course: 2020/21

30157 - Linear Systems

Syllabus Information

Academic Year:

2020/21

Subject:

30157 - Linear Systems

Faculty / School:

179 - Centro Universitario de la Defensa - Zaragoza

Degree:

457 - Bachelor's Degree in Industrial Organisational Engineering
563 - Bachelor's Degree in Industrial Organisational Engineering

ECTS:

6.0

Year:

Semester:

First semester

Subject Type:

Optional

Module:

---

1. General information

1.1. Aims of the course

The subject Linear Systems makes students know and be able to analyse different aspects related to the linear systems that a typical communication system consists of. In order to achieve this, the main objectives can be summarized as follows:

To describe the basic aspects of signals and systems analysis in continuous time.
To characterize time invariant linear systems in continuous time.
To describe the properties of time invariant linear systems.
To apply the Fourier Transform of signals in continuous time.
To perform the analysis of signals and systems in the transformed domain.
To know the main analogical modulations, their properties and mathematical expressions.

1.2. Context and importance of this course in the degree

The subject is part of the Transmissions specialty of Industrial Organization Engineering and is essential for the students to become part of the “Transmissions Weapon” within the Ground Army, thus integrating it in the training in the corresponding fundamental specialty.

1.3. Recommendations to take this course

The subject is mainly theoretical, thus making attendance to theoretical sessions, active participation in them, as well as presentation of different tasks for homework in the indicated date is highly recommended. Previous knowledge required to be able to properly follow the subject are basic concepts of trigonometry, complex numbers and integrals.

2. Learning goals

2.1. Competences

Ability to plan, budget, organise, manage and monitor tasks, people and resources.
Ability to solve problems and take decisions with initiative, creativity and critical reasoning.
Ability to communicate knowledge and skills in Spanish.
Ability to work in a multidisciplinary group and in a multilingual setting.
Ability to continue learning and develop self-learning strategies.
Knowledge of the basic aspects of signals and systems analysis, both in continuous and discrete times.
Knowledge and application of the characterisation of linear and constant systems by means of response to impulse, convolution, Fourier transform (FT) in constant and discrete time, analysis of signals and systems in the transformed domain and sampling.

2.2. Learning goals

In order to successfully pass the subject, the students will have to show that they are able to:

1. Describe the basic aspects of signals and systems analysis, both in continuous and discrete time.

2. Characterize time invariant linear systems in continuous and discrete time.

3. Perform the convolution operation in discrete and continuous time.

4. Describe the properties of the convolution operator.

5. Describe the properties of time invariant linear systems.

6. Apply the Fourier transform in continuous and discrete time.

7. Perform signals and systems analysis in the transformed domain, and signal sampling.

2.3. Importance of learning goals

The learning goals are essential to successfully pass the rest of subjects of the Transmissions fundamental specialty, since they are key to understand the basic mathematical principles to model any communication system. Furthermore, some basic analogical modulations used in real communication systems are presented.

3. Assessment (1st and 2nd call)

3.1. Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)

The assessment of the subject will be performed based on the following activities:

Midterm written exam about theoretical and practical aspects of the lessons 1-3 of the subject (50%).
Final written exam, at the date given by the centre, about theoretical and practical aspects of the lessons 4-5 of the subject (50%).

In order to pass the subject it is necessary to obtain, at least, a score of 3.5 (maximum is 10) in both written exams. If a student does not obtain that score in the midterm exam, they could do an exam about the lessons 1-3 in the final exam.

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

If this teaching could not be done in person for health reasons, it would be done telematically.

The methodology followed for the teaching-learning process is mainly based on masterclasses exposing the main theoretical concepts of each topic. These theoretical concepts will be complemented by problem sessions that apply those concepts in realistic scenarios. In all the cases, active participation of the students will be promoted planning and solving topics proposed in class.

4.2. Learning tasks

Learning activities are mainly the study of the learning material given in the classes, the realization of the practical exercises provided for each topic and the realization of the evaluating exercises given periodically.

4.3. Syllabus

The course will address the following topics:

INTRODUCTION TO SIGNALS AND SYSTEMS: Basic operations with signals, energy and power concepts, system classification
SPECTRAL ANALYSIS: Fourier series analysis for periodic signals, Fourier Transform and its properties, energy and power spectral densities, bandwdith
SIGNAL TRANSMISSION: Transfer function, amplitude and phase functions. Filtering
AMPLITUDE MODULATIONS: DSB modulation. SSB modulation. Demodulation of DSB and SSB. Modulation and demodulation of AM signals. Power ratios for pure tone modulations. Commutation modulators
ANGLE MODULATIONS: Frequency and phase modulations for pure tones. The spectrum of a pure tune modulated with FM. Approximate bandwidth of FM signal. Frequency translation and multiplication. FM modulators and demodulatos. Superheterodine receivers

4.4. Course planning and calendar

The schedule of the subject will be determined by the Centre in the academic calendar of the corresponding year. Lessons start at the end of September, the first semester. The activities of the subject can be consulted in the Activities and Resources section. Important dates of the subject, such as tests and other programmed activities, will be indicated beforehand by the teacher both in class and Moodle.

4.5. Bibliography and recommended resources

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=30157&year=2020

Curso Académico: 2020/21

30157 - Sistemas lineales

Información del Plan Docente

Año académico:

2020/21

Asignatura:

30157 - Sistemas lineales

Centro académico:

179 - Centro Universitario de la Defensa - Zaragoza

Titulación:

457 - Graduado en Ingeniería de Organización Industrial
563 - Graduado en Ingeniería de Organización Industrial

Créditos:

6.0

Curso:

Periodo de impartición:

Primer semestre

Clase de asignatura:

Optativa

Materia:

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1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura Sistemas Lineales tiene por objeto que el alumno conozca y sea capaz de analizar diversos aspectos relacionados con los sistemas lineales que aparecen en un sistema de comunicaciones típico. Para tal fin, el conjunto de objetivos fundamentales se pueden resumir en:

- Describe los aspectos básicos de análisis de señales y sistemas en tiempo continuo.

- Describe la caracterización de sistemas lineales e invariantes en tiempo continuo.

- Describe las propiedades de los sistemas lineales e invariantes en el tiempo.

- Aplica la transformada de Fourier de señales en tiempo continuo.

- Realiza el análisis de señales y sistemas en el dominio transformado.

- Conoce las principales modulaciones analógicas.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

La asignatura forma parte de la especialidad de Transmisiones de IOI y es parte de la formación que recibe el alumno en formación para formar parte del Arma de Transmisiones, de los Cuerpos Generales del Ejército de Tierra, por lo que la asignatura está integrada en el conjunto de la formación en su correspondiente especialidad fundamental

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

La asignatura tiene un carácter teórico, por lo que la asistencia a las sesiones teóricas, la participación activa en las mismas, así como la presentación en la fecha indicada de los diferentes encargos es altamente recomendable. Los conocimientos previos que se requieren para cursar la asignatura son conceptos básicos de trigonometría, números complejos e integrales.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...

1.Capacidad para planificar, presupuestar, organizar, dirigir y controlar tareas, personas y recursos (C2)

2.Capacidad para resolver problemas y tomar decisiones con iniciativa, creatividad y razonamiento crítico (C4)

3.Capacidad para comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en castellano (C6)

4.Capacidad para trabajar en un grupo multidisciplinar y en un entorno multilingüe (C9)

5.Capacidad para aprender de forma continuada y desarrollar estrategias de aprendizaje autónomo (C11)

Planificar, presupuestar, organizar, dirigir y controlar tareas, personas y recursos
Resolver problemas y tomar decisiones con iniciativa, creatividad y razonamiento crítico
Comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en castellano
Trabajar en un grupo multidisciplinar y en un entorno multilingüe
Aprender de forma continuada y desarrollar estrategias de aprendizaje autónomo
Conocer los aspectos básicos de análisis de señales y sistemas, tanto en tiempo continuo como en tiempo discreto
Conocer y aplicar la caracterización de sistemas lineales e invariantes mediante su respuesta al impulso, convolución, Transformada de Fourier en tiempo continuo y discreto, análisis de señales y sistemas en el dominio transformado y muestreo

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados:

Describir los aspectos básicos de análisis de señales y sistemas, tanto en tiempo continuo como en tiempo discreto.
Describir la caracterización de sistemas lineales e invariantes en tiempo continuo y discreto.
Realizar la operación de convolución en tiempo discreto y continuo.
Describir las propiedades del operador de convolución.
Describir las propiedades de los sistemas lineales e invariantes en el tiempo.
Aplicar la transformada de Fourier de señales en tiempo continuo y discreto.
Realizar el análisis de señales y sistemas en el dominio transformado y muestreo.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

Los resultados de aprendizaje son de importancia para superar con éxito el resto de asignaturas de la especialidad fundamental de Transmisiones, ya que sirven de base para entender los principios matemáticos básicos que permiten modelar cualquier sistema de comunicaciones. Además se presentan algunas modulaciones básicas que se emplean en sistemas de comunicaciones reales.

3. Evaluación

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

La evaluación de la asignatura se realizará mediante las siguientes actividades:

Prueba parcial escrita a realizar a mitad de cuatrimestre sobre aspectos teóricos, prácticos o teórico-prácticos de los temas 1-3 de la asignatura (50%)
Prueba final escrita a realizar en la fecha fijada por el centro para el examen final sobre aspectos teóricos, prácticos o teórico-prácticos de los temas 4-5 (50%)

Para la superación de la asignatura es necesario sacar al menos un 3,5 en cada una de las dos pruebas escritas. En caso de que el alumno no alcance esa nota en la prueba parcial, podrá volver a examinarse de esos contenidos en la prueba final.

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

Si esta docencia no pudiera realizarse de forma presencial por causas sanitarias, se realizaría de forma telemática.

La metodología seguida para el proceso de enseñanza-aprendizaje se basa en el empleo de clases magistrales realizadas por el profesor para exponer los conceptos teóricos de la asignatura. Los principales conceptos teóricos irán complementados con sesiones de problemas para su aplicación en situaciones realistas. También se realizarán ejercicios a entregar por parte de los alumnos para asegurar su trabajo continuado. En todos los casos, se fomentará la participación activa del alumno planeando y resolviendo temas planteados por el profesor.

4.2. Actividades de aprendizaje

Las actividades de aprendizaje serán fundamentalmente el estudio del material suministrado en clase, la realización de los ejercicios prácticos suministrados en cada tema y la realización de los ejercicios a entregar propuestos por el profesor.

4.3. Programa

El programa de la asignatura incluye los siguientes temas:

TEMA 1: INTRODUCCIÓN A LAS SEÑALES Y SISTEMAS: operaciones básicas con señales, conceptos de energía y potencia y clasificación de los sistemas
TEMA 2: ANÁLISIS ESPECTRAL: desarrollo en Serie de Fourier de señales periódicas, Transformada de Fourier y sus propiedades, densidad espectral de energía y de potencia, concepto de ancho de banda
TEMA 3: TRANSMISION DE SEÑAL: Función de transferencia, funciones de amplitud y fase. Filtrado
TEMA 4: MODULACIONES EN AMPLITUD: Modulación DSB. Modulación SSB. Demodulación de señales DSB y SSB. Modulación y demodulación AM. Relaciones de potencia de las modulaciones de tono único. Moduladores de conmutación.
TEMA 5: MODULACIONES ANGULARES: Modulación de frecuencia y de fase de tono único. Espectro de la señal FM modulada por un tono. Ancho de banda aproximado de una señal FM. Traslación y multiplicación en frecuencia. Circuitos moduladores de FM. Circuitos demoduladores de FM. Receptores superheterodinos.

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

El calendario de la asignatura estará definido por el centro en el calendario académico del curso correspondiente. El comienzo de las clases es a finales de septiembre, primer cuatrimestre. Las actividades de la asignatura se pueden consultar en el apartado Actividades y Recursos. Las fechas clave de la asignatura para la realización de pruebas y otras actividades programadas se indicarán con suficiente antelación por parte del profesor en clase y en Moodle.