INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA...

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA

DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS

PROGRAMA SINTÉTICO CARRERA: Ingeniería en Computación ASIGNATURA: Modulación Digital SEMESTRE: Sexto OBJETIVO GENERAL: El alumno evaluará los diversos tipos de modulación y demodulación analógica y digital usadas actualmente en la transmisión de datos, así como las ventajas, limitaciones, semejanzas y diferencias que ofrece cada una de estas técnicas de modulación con el fin de resolver problemas prácticos. CONTENIDO SINTÉTICO: I. Introducción a los Sistemas de Comunicación. II. Modulación por Pulsos. III. Modulación Analógica. IV. Ruido. V. Radio Digital. VI. Multicanalización.

METODOLOGÍA: Participación, investigación documental, integración de equipos de trabajo para la realización de prácticas y ejercicios y solución de problemas en clase por parte de los alumnos utilizando diversos recursos didácticos. Realización de circuitos electrónicos y programas de computadora para demostrar en forma práctica los conocimientos teóricos adquiridos en clase por los alumnos

EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN: La calificación de cada departamental se tomará de la siguiente manera: Las actividades extraclase como tareas, ejercicios resueltos, consultas y búsqueda bibliográfica, así como resúmenes, síntesis y participaciones en clase, tendrán un valor del 10%, el examen departamental contribuirá a la calificación teórica con un 60% y el 30% restante a la calificación de prácticas y elaboración de prototipos de laboratorio. Para acreditar la asignatura deberá estar acreditado el laboratorio y cumplir con el 80% de asistencia. BIBLIOGRAFÍA: Tomasi Wayne, Sistemas de Comunicaciones Electrónicas, Ed. Prentice Hall, México 1996, 858 pp

Frenzel Louis E., Electrónica Aplicada a los Sistemas de Comunicaciones Electronicas, Alfaomega, México 2003,

533 pp

Stremler Ferrel G. Introducción a los Sistemas de Comunicación, Prentice Hall, México 1993, Pag. 219-326, 371-

456.



ESCUELA: Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. CARRERA: Ingeniería en Computación OPCIÓN: COORDINACIÓN: Academia de Comunicaciones y Electrónica. DEPARTAMENTO: Ingeniería en Computación

ASIGNATURA: Modulación Digital. SEMESTRE: Sexto. CLAVE: CLA031 CRÉDITOS: 10.5 VIGENTE: Agosto 2005 TIPO DE ASIGNATURA: Teórico-Práctica. MODALIDAD: Escolarizada.

TIEMPOS ASIGNADOS

HORAS/SEMANA/TEORÍA: 4.5 HORAS/SEMANA/PRÁCTICA: 1.5 HORAS/SEMESTRE/TEORÍA: 81.0 HORAS/SEMESTRE/PRÁCTICA: 27.0 HORAS/TOTALES: 108.0

PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: Academia de Comunicaciones y Electrónica de ESIME Culhuacan. REVISADO POR: Subdirección Académica de ESIME Culhuacan. APROBADO POR: Consejo Técnico Consultivo Escolar de ESIME Culhuacan. Ing. Ernesto Mercado Escutia.

AUTORIZADO POR: Comisión de Planes y Programas del Consejo General Consultivo del IPN.



ASIGNATURA: Modulación Digital CLAVE: CLA031 HOJA: 2 DE 10

FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA

Debido a la necesidad de establecer la comunicación en forma local y remota entre los sistemas de cómputo, se han desarrollado sistemas de comunicación de señales y datos que usan diferentes tecnologías para el procesamiento de información buscando ser lo más eficiente posible. Dentro de este contexto el alumno de la Carrera de Ingeniería en Computación deberá tener los conocimientos teórico – prácticos en esta rama del conocimiento que le permitan evaluar y utilizar los modos y formas de comunicación entre equipos locales y remotos, con la finalidad de diseñar redes mas complejas de comunicación guiadas e inalámbrica. La asignatura de Modulación Digital, tiene como antecedentes las asignaturas de Cálculo Diferencial e Integral, Calculo Vectorial, Ecuaciones Diferenciales, Probabilidad y Estadística y Análisis de Señales Analógicas que servirán de base para la mejor comprensión de temas como análisis espectral de señales moduladas en amplitud, frecuencia, fase, desplazamiento en amplitud, desplazamiento en fase, desplazamiento en frecuencia y amplitud de cuadratura. Las asignaturas subsecuentes son Teoría de la Información y Codificación, Nuevas Tecnologías en la Transferencia de la Información y Redes de Computadoras.

OBJETIVO DE LA ASIGNATURA

El alumno evaluará los diversos tipos de modulación y demodulación analógica y digital usadas actualmente en la transmisión de datos, así como las ventajas, limitaciones, semejanzas y diferencias que ofrece cada una de estas técnicas de modulación con el fin de resolver problemas prácticos




No. UNIDAD I NOMBRE: Introducción a los Sistemas de Comunicación

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

El alumno explicará la importancia de los sistemas de comunicación en la vida moderna. Identificará los elementos fundamentales de un sistema de comunicación.

HORAS

No.

TEMA

T E M A S

T P EC

CLAVE BIBLIOGRÁFICA

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

Importancia y función de las comunicaciones. Elementos generales de un sistema de comunicación.Ejemplos de sistemas de comunicación. Modos de transmisión. Espectro electromagnético.

Subtotal

1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

7.5

0.5 0.5

1.0

1B, 2B, 3C

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Discusión en clase con la coordinación del profesor, de los conceptos fundamentales de las comunicaciones. Exposición y/o intervenciones orales por parte del profesor y del alumno auxiliándose de pizarrón, acetatos, simuladores y equipo de cómputo. Investigación por parte del alumno, de las aplicaciones de las comunicaciones y su relación con la ingeniería en computación. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El examen departamental tendrá un valor de 60%. Las tareas y trabajos extraclase, así como sus participaciones y aportaciones en clase se irán sumando durante el departamental para alcanzar el 10% de la calificación de este. Las prácticas de laboratorio, reportes y simulaciones del departamental se sumaran para promediar un 30% de la calificación final. Se tiene como requisito cumplir con el 80% de asistencia al laboratorio.




No. UNIDAD II NOMBRE: Modulación por Pulsos.


El alumno convertirá señales de naturaleza analógica a una forma digital. Verificará las ventajas que se generan al realizar este proceso para la transmisión de señales digitales.

HORAS

No.

TEMA

T E M A S

T P EC


2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6

Ventajas y desventajas de la transmisión digital. Tipos de modulación por pulsos. Modulación de pulsos codificados. Modulación PCM delta. Modulación PCM delta adaptativa. Modulación PCM delta diferencial.

Subtotal

1.5 3.0 9.0 3.0 1.5 1.5

19.5

1.5 4.5 1.5 1.5

9.0

1.5 3.0 0.5 0.5

5.5

1B, 2B, 3C

ESTRATEGIA DIDÁCTICA. Exposiciones y/o intervenciones orales por parte del profesor y del alumno auxiliándose de pizarrón, acetatos, simuladores y equipo de cómputo, de los tipos de modulación por pulsos. Resolución de problemas por parte del alumno de casos prácticos de modulación por pulsos y realización de prácticas de laboratorio, empleando los conocimientos adquiridos. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El examen departamental tendrá un valor de 60%. Las tareas y trabajos extraclase, así como sus participaciones y aportaciones en clase se irán sumando durante el departamental para alcanzar el 10% de la calificación de este. Las prácticas de laboratorio, reportes y simulaciones del departamental se sumaran para promediar un 30% de la calificación final. Se tiene como requisito cumplir con el 80% de asistencia al laboratorio.




No. UNIDAD III NOMBRE: Modulación Analógica.


El alumno evaluara las técnicas de la modulación analógica (modulación en amplitud (AM), modulación en fase (PM) y modulación de frecuencia (FM), así como sus ventajas y desventajas. Resolverá problemas prácticos.

HORAS

No.

TEMA

T E M A S

T P EC


3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.2 3.3 3.3.1 3.3.2

Modulación en amplitud. AM con portadora suprimida. AM con portadora de potencia. Espectro. Modulación en fase. Modulación en frecuencia. FM banda ancha. FM banda angosta.

Subtotal

10.5

3.0 4.5

18.0

4.5

3.0

7.5

1.0

1.0 1.0

3.0

1B, 2B, 3C, 4C, 5C

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Exposiciones y/o intervenciones orales por parte del profesor y del alumno auxiliándose de pizarrón, acetatos, simuladores y equipo de cómputo de los conceptos básicos de modulación en amplitud, frecuencia y fase. Resolución de problemas por parte del alumno de casos prácticos de modulación analógica y realización de prácticas de modulación y demodulación analógica, empleando los conocimientos adquiridos. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El examen departamental tendrá un valor de 60%. Las tareas y trabajos extraclase, así como sus participaciones y aportaciones en clase se irán sumando durante el departamental para alcanzar el 10% de la calificación de este. Las prácticas de laboratorio, reportes y simulaciones del departamental se sumaran para promediar un 30% de la calificación final. Se tiene como requisito cumplir con el 80% de asistencia al laboratorio.




No. UNIDAD IV NOMBRE: Ruido.


El alumno describirá los diferentes tipos de ruido presente en los sistemas electrónicos.

HORAS

No.

TEMA

T E M A S

T P EC


4.1 4.2 4.3 4.4

Definición de ruido eléctrico. Ruido correlacionado. Ruido no correlacionado. Relación señal a ruido.

Subtotal

1.5 3.0 3.0 1.5

9.0

1.5

1.5

1.0

1.0

1B, 2B

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Exposiciones y/o intervenciones orales por parte del profesor y del alumno auxiliándose de pizarrón, acetatos, simuladores y equipo de cómputo del concepto de Ruido Eléctrico y su clasificación. Resolución de problemas por parte del alumno de casos prácticos de ruido y realización de prácticas de laboratorio, en donde se compruebe la Relación Señal a Ruido, empleando los conocimientos adquiridos. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El examen departamental tendrá un valor de 60%. Las tareas y trabajos extraclase, así como sus participaciones y aportaciones en clase se irán sumando durante el departamental para alcanzar el 10% de la calificación de este. Las prácticas de laboratorio, reportes y simulaciones del departamental se sumaran para promediar un 30% de la calificación final. Se tiene como requisito cumplir con el 80% de asistencia al laboratorio.




No. UNIDAD V NOMBRE: Radio Digital


El alumno evaluará las técnicas para transmitir señales digitalizadas a través de medios analógicos. Comprobará las ventajas que proporciona la modulación de señales y comparará las diversas técnicas de modulación digital para emplear la que proporcione mejores resultados en casos particulares.

HORAS

No.

TEMA

T E M A S

T P EC


5.1 5.2 5.3 5.4 5.5

Modulación por desplazamiento en amplitud (ASK). Modulación por desplazamiento en frecuencia (FSK). Modulación por desplazamiento de fase (PSK). Modulación por amplitud de cuadratura (QAM). Probabilidad de error.

Subtotal

3.0 3.0 6.0 6.0 3.0

21.0

3.0 3.0

6.0

1.5 1.0 1.0 1.0

4.5

1B, 2B,3C

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Exposiciones y/o intervenciones orales por parte del profesor y del alumno auxiliándose de pizarrón, acetatos, simuladores y equipo de cómputo, de las técnicas de modulación empleadas en radio digital y su aplicación en la ingeniería en computación. Resolución de problemas por parte del alumno de casos prácticos de radio digital y realización de prácticas de laboratorio, empleando los conocimientos adquiridos. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El examen departamental tendrá un valor de 60%. Las tareas y trabajos extraclase, así como sus participaciones y aportaciones en clase se irán sumando durante el departamental para alcanzar el 10% de la calificación de este. Las prácticas de laboratorio, reportes y simulaciones del departamental se sumaran para promediar un 30% de la calificación final. Se tiene como requisito cumplir con el 80% de asistencia al laboratorio.




No. UNIDAD VI NOMBRE: Multicanalización


El alumno aplicará las diferentes técnicas de multicanalización para resolver problemas prácticos

HORAS

No.

TEMA

T E M A S

T P EC


6.1 6.2

Multicanalización por división de frecuencia (FDM). Multicanalización por división de tiempo (TDM).

Subtotal

3.0 3.0

6.0

3.0

3.0

1.5

1.5

1B, 2B, 3C

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Exposiciones y/o intervenciones orales por parte del profesor y del alumno auxiliándose de pizarrón, acetatos, simuladores y equipo de cómputo, de las técnicas de multicanalización. Resolución de problemas por parte del alumno de casos prácticos de multicanalización, investigación de conceptos y realización de prácticas de laboratorio, empleando los conocimientos adquiridos. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El examen departamental tendrá un valor de 60%. Las tareas y trabajos extraclase, así como sus participaciones y aportaciones en clase se irán sumando durante el departamental para alcanzar el 10% de la calificación de este. Las prácticas de laboratorio, reportes y simulaciones del departamental se sumaran para promediar un 30% de la calificación final. Se tiene como requisito cumplir con el 80% de asistencia al laboratorio.




RELACIÓN DE PRÁCTICAS

PRACT.

No.

NOMBRE DE LA PRÁCTICA

UNIDAD

DURACIÓN

LUGAR DE

REALIZACIÓN

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10

11

12

13

Modulación PAM Adquisición de señales analógicas por puerto paralelo de la PC Codificador PCM delta. Codificador PCM delta adaptiva Modulador AM Demodulador AM Modulador FM Demodulador FM Relación señal a ruido Modulador ASK Modulador FSK Demodulador FSK Multicanalización TDM

II II II II

III

III

III

III

IV

V

V

V

VI

Total

1.5

4.5

1.5

1.5

3.0

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

3.0

3.0

27.0

Todas las prácticas se realizarán en el Lab. de

Microprocesadores.




PERÍODO

UNIDAD

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN

1

2

3

I y II

III y IV

V y VI

La evaluación teórica se compone del 60% del valor del examen de teoría, más el 10% de las tareas, participaciones y trabajos extraclase realizados en cada unidad. A lo anterior se suma el 30% de la Evaluación Práctica, obtenida en el laboratorio a través de la construcción de prototipos, elaboración de prácticas y simulaciones.



CLAVE B C BIBLIOGRAFÍA

1 2 3 4 5

X

X

X

X

X

Tomasi Wayne, Sistemas de Comunicaciones Electrónicas, Prentice Hall, México 1996. 858 pp Frenzel Louis E., Electrónica Aplicada a los Sistemas de Comunicaciones Electrónicas, Alfaomega, México 2003 533 pp Stremler Ferrel G. Introducción a los Sistemas de Comunicación, Prentice Hall, México 1993. Pag. 219-326, 371-456. Oppenheim, Alan V., Willsky Alan S. Señales y Sistemas,. Pearson, México 1998. Pag. 583-593, 611-618. Hsu Hwei P., Análisis de Fourier, Prentice Hall, México 1998. Pag. 156-163.



PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA

1. DATOS GENERALES ESCUELA: Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Culhuacan CARRERA: Ingeniería en Computación SEMESTRE : Sexto

ÁREA: BÁSICAS C. INGENIERÍA D. INGENIERÍA C. SOC. y HUM.

ACADEMIA: Comunicaciones y Electrónica ASIGNATURA: Modulación Digital.

ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO: Ingeniería y/o Maestría en Comunicaciones y Electrónica

2. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA:

El alumno evaluará los diversos tipos de modulación y demodulación analógica y digital usadas actualmente en la transmisión de datos, así como las ventajas, limitaciones, semejanzas y diferencias que ofrece cada una de estas técnicas de modulación con el fin de resolver problemas prácticos.

3. PERFIL DOCENTE:

CONOCIMIENTOS EXPERIENCIA PROFESIONAL

HABILIDADES ACTITUDES

Circuitos eléctricos Electrónica analógica. Electrónica digital. Análisis de señales. Comunicaciones.

Diseño de circuitos electrónicos analógicos y digitales. Diseño de interfaces para adquisición de datos. Áreas afines en el sector privado o público.

Manejo del equipo de medición. Análisis y diseño de circuitos electrónicos. Conocimiento de organización de computadoras. Liderazgo. Manejo de grupo.

Ético Responsable. Respetuoso. Compromiso social.

ELABORÓ REVISÓ AUTORIZÓ

__________________________ __________________________ ________________________ Ing. José A. Loaiza Brito M. en C. Alberto Paz Gutiérrez Ing. Ernesto Mercado Escutia Presidente de la Academia Subdirector Académico Director de Comunicaciones y Electrónica

FECHA: Agosto 2005

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