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SEPTIMOSEMESTRE
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Facultad de Estudios Superiores Aragón
Ingeniería Eléctrica Electrónica Programa de Asignatura
NOMBRE DE LA ASIGNATURA: SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA IPLAN 2007 Tipo de Asignatura: Teórico Clave: Créditos: 8 Carácter: Obligatoria Semestre: Séptimo Duración del Curso Semanas: 16 Área de Conocimiento: Electricidad
Horas: 64Horas/Semana Teoría: 4.0
Práctica: 0.0 MODALIDAD: CURSO
SERIACIÓN INDICATIVA PRECEDENTE:
Máquinas Síncronas y de Corriente Directa (L)
SERIACIÓN INDICATIVA SUBSECUENTE:
Sistemas Eléctricos de Potencia II (L) (Mod. Energía Eléctrica), Sistemas de Distribución (L) (Optativa)
OBJETIVO DEL CURSO:
Determinar los parámetros y modelos eléctricos de los diferentes tipos de líneas de transformadores y autotransformadores para su representación en el análisis de redes en régimen permanente equilibrado y analizar el comportamiento de las redes eléctricas y aplicar las computadoras a la solución de las ecuaciones de flujos de potencia.
TEMASHORAS
No. Nombre Teoría Práctica I DESCRIPCIÓN Y CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS
SISTEMAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA 6.0 0.0
II CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS DE LAS LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS 10.0 0.0
III CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS DE LOS CABLES SUBTERRÁNEOS 8.0 0.0
IV CALCULO ELÉCTRICO DE LAS LÍNEAS DE TRANSMISIÓN EN RÉGIMEN PERMANENTE EQUILIBRADO 12.0 0.0
V MODELOS ELÉCTRICOS EQUIVALENTES DE TRANSFORMADORES Y REPRESENTACIONES DE LAS REDES CON LOS MODELOS EQUIVALENTES
10.0 0.0
VI CALCULO ELÉCTRICO DE LAS REDES DE TRANSMISIÓN EN RÉGIMEN PERMANENTE EQUILIBRADO 18.0 0.0
Total de horas 64.0 0.0 Total : 64.0
188
OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS
TEMA I "DESCRIPCIÓN Y CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS SISTEMAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA"
Objetivo: El alumno conocerá las características y componentes básicos de un sistema eléctrico de potencia y sus aspectos de operación.
Contenido:
I.1 El Sistema Eléctrico de Potencia Nacional. I.1.1 Fuentes de energía. I.1.2 Redes de transmisión y distribución. I.1.3 Futuro del Sistema Eléctrico de Potencia Nacional.
I.2 Características y componentes básicos. I.2.1 Características de la carga eléctrica. I.2.2 Calidad del servicio eléctrico. Continuidad, regulación de tensión, regulación de frecuencia
y forma de la onda. I.2.3 Normatividad relacionada con la calidad del suministro de energía eléctrica.
I.3 Características fundamentales de los circuitos trifásicos balanceados. I.3.1 Circuitos trifásicos balanceados.
TEMA II "CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS DE LAS LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS"
Objetivo: El alumno determinará los parámetros característicos de las líneas de transmisión aéreas con auxilio de la computadora.
Contenido:
II.1 Resistencia.
II.2 Inductancia y reactancia inductiva.
II.3 Capacitancia y reactancia capacitiva.
II.4 Efecto corona.
II.5 Uso de la computadora para el cálculo de parámetros.
II.6 Normatividad aplicable a la construcción de líneas de transmisión.
TEMA III "CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS DE LOS CABLES SUBTERRÁNEOS"
Objetivo: El alumno determinará los parámetros eléctricos de los cables subterráneos y conocerá el comportamiento de sus componentes en operación en régimen permanente equilibrado.
Contenido:
III.1 Cables subterráneos.
189
OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS III.1.1 Descripción de los distintos tipos de cables subterráneos.
III.2 Parámetros de cables subterráneos. III.2.1 Resistencia, inductancia y capacitancia. III.2.2 Tensiones inducidas y corrientes circulantes en los forros metálicos. III.2.3 Resistencia de aislamiento y factor de potencia en el dieléctrico. III.2.4 Normatividad aplicable a la construcción de cables subterráneos.
TEMA IV "CALCULO ELÉCTRICO DE LAS LÍNEAS DE TRANSMISIÓN EN RÉGIMEN PERMANENTE EQUILIBRADO"
Objetivo: El alumno determinará los modelos eléctricos equivalentes de los diferentes tipos de líneas eléctricas trifásicas y desarrollará el cálculo de comportamiento eléctrico en régimen permanente equilibrado.
Contenido:
IV.1 Circuito equivalente monofásico de una línea de transmisión trifásica en régimen permanente equilibrio.
IV.2 Representación mediante parámetros concentrados.
IV.3 Líneas cortas de capacitancia despreciable.
IV.4 Aplicación de los sistemas de distribución.
IV.5 Regulación del voltaje y control de la potencia reactiva en los sistemas de distribución.
IV.6 Líneas de longitud media: circuito equivalente.
IV.7 Representación de una línea mediante parámetros distribuidos: ecuaciones de la línea larga y circuito equivalente.
IV.8 Potencia característica.
TEMA V "MODELOS ELECTRICOS EQUIVALENTES DE TRANSFORMADORES Y REPRESENTACIONES DE LAS REDES CON LOS MODELOS EQUIVALENTES"
Objetivo: El alumno determinará los modelos eléctricos equivalentes de transformadores y autotransformadores y manejará los parámetros y cantidades eléctricas expresadas en por unidad para la representación y análisis de las redes en régimen equilibrado.
Contenido:
V.1 Representación de las cantidades eléctricas en por unidad.
V.2 Circuitos equivalentes en por unidad de transformadores monofásicos de dos devanados, autotransformadores monofásicos y de transformadores monofásicos de tres devanados.
V.3 Circuito equivalente en por unidad de sistemas trifásicos equilibrados y de transformadores trifásicos.
190
OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS
TEMA VI "CALCULO ELÉCTRICO DE LAS REDES DE TRANSMISIÓN EN RÉGIMEN PERMANENTE EQUILIBRADO"
Objetivo: El alumno determinará la representación de las redes con su circuito equivalente monofásico en por unidad y resolverá las ecuaciones de equilibrio con ayuda de la computadora digital.
Contenido:
VI.1 Representación de un sistema eléctrico en régimen permanente equilibrado mediante un circuito equivalente monofásico en por unidad.
VI.2 Planteamiento de las ecuaciones de la red.
VI.3 Solución de problemas de flujos de potencia mediante el uso de una computadora.
VI.4 Producción de potencia reactiva y regulación del voltaje en los sistemas de energía eléctrica.
191
BIBLIOGRAFÍA Bibliografía Básica
Temas para los que se recomienda.
Stevenson Grainger y;Power System Análisis Mc Graw Hill.
TODOS
Viqueira L. Jacinto Redes Eléctricas I Facultad de Ingeniería, UNAM.
TODOS
Bibliografía Complementaria Temas para los que se
recomienda.Glover Duncan J., y Sarma Mulukutla, Sistemas de Potencia, Análisis y Diseño, Thompson, 672 pp. 2004
TODOS
Elgerd O.Electric Energy Systems Theory McGraw Hill,. 533 pp. 1991
TODOS
Eaton J. R., Sistemas de Transmisión de Energía Eléctrica.Prentice Hall., 415 pp. 1991
TODOS
Stagg W. G., El Abiad A. Computer Analysis Methods For Power Systems McGraw Hill, 427 pp. 1991
TODOS
192
SUGERENCIAS DIDÁCTICAS ELEMENTOS DE EVALUACIÓN
Exposición oral Exposición audiovisual Ejercicios dentro de clase Ejercicios fuera del aula Seminarios Lecturas obligatorias Trabajos de investigación Practicas de taller o laboratorio Prácticas de campo Otros
(X)(X)(X)(X)( ) (X)(X)(X)( ) ( )
Exámenes Parciales Exámenes Finales Trabajos y tareas fuera del aula Participación en clase Asistencia a practicas Otros
(X)(X)(X)(X)(X)( )
PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIENES PUEDEN IMPARTIR LA ASIGNATURA
Licenciatura en Ingeniería Mecánica Eléctrica, Ingeniería Eléctrica y Electrónica o licenciaturas cuya formación le permita impartir la asignatura de manera correcta. Deseable haber realizado estudios de postgrado, contar con experiencia docente o haber participado en cursos o seminarios de iniciación en la práctica docente.
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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Facultad de Estudios Superiores Aragón
Ingeniería Eléctrica Electrónica Programa de Asignatura
NOMBRE DE LA ASIGNATURA: MICROPROCESADORES Y MICROCONTROLADORES (L) PLAN 2007 Tipo de Asignatura: Teórico – Práctico Clave: Créditos: 10 Carácter: Obligatoria Semestre: Séptimo Duración del Curso Semanas: 16 Área de Conocimiento: Electrónica
Horas: 96Horas/Semana Teoría: 4.0
Práctica: 2.0 MODALIDAD: CURSO - LABORATORIO
SERIACIÓN INDICATIVA PRECEDENTE:
Diseño de Sistemas Digitales (L)
SERIACIÓN INDICATIVA SUBSECUENTE:
Circuitos Digitales (Mód. Electrónica) y Diseño de Sistemas con Microprocesadores (L) (Mód. Electrónica).
OBJETIVO DEL CURSO:
Analizar y comprender los conceptos y técnicas básicas de los microprocesadores y microcontroladores, así como su forma de programación para aplicarlas en la solución de problemas de ingeniería.
TEMASHORASNo. Nombre Teoría Práctica
I INTRODUCCIÓN 4.0 0.0 II ARQUITECTURA DE LOS MICROPROCESADORES Y
MICROCONTROLADORES 10.0 4.0
III INTRODUCCIÓN A LA PROGRAMACIÓN DE LOS MICROPROCESADORES 8.0 4.0
IV PROGRAMACIÓN CON LENGUAJE ENSAMBLADOR 20.0 10.0 V COMUNICACIÓN CON OTROS DISPOSITIVOS 10.0 6.0 VI INTERRUPCIONES Y RESETS 6.0 4.0 VII CIRCUITOS DE SOPORTE 6.0 4.0
Total de horas 64.0 32.0 Total : 96.0
194
OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS
TEMA I “INTRODUCCIÓN”
Objetivo: Conocer que es un microprocesador, que es un microcontrolador y cuales son sus aplicaciones.
Contenido:
I.1 Introducción a los microprocesadores y microcontroladores. I.1.1 Conceptos de microprocesadores y microcontroladores. I.1.2 Diferencias entre los microprocesadores y microcontroladores. I.1.3 Tipos de microprocesador según su velocidad y ancho de palabra. I.1.4 Aplicaciones de los microprocesadores y microcontroladores.
TEMA II “ARQUITECTURA DE LOS MICROPROCESADORES Y MICROCONTROLADORES”
Objetivo: Analizar la arquitectura de un microprocesador y un microcontrolador.
Contenido:
II.1 Arquitectura del microprocesador. II.1.1 A través de diagrama a bloques. II.1.2 Arquitectura externa del microprocesador (terminales).
II.2 Conexión del microprocesador con dispositivos de: II.2.1 Memoria. II.2.2 Periféricos.
II.2.2.1 Para un sistema mínimo. II.2.2.2 Interfase para programación. II.2.2.3 De comunicación serial.
II.3 Arquitectura del microcontrolador. II.3.1 Arquitectura interna del microcontrolador (vaun neuman, harvard), diagrama a bloques. II.3.2 Arquitectura externa del microcontrolador (terminales).
II.4 Conexión del microprocesador con dispositivos: II.4.1 Periféricos.
II.4.1.1 Para un sistema mínimo. II.4.1.2 Interfase para programación. II.4.1.3 De comunicación serial.
II.4.2 Para expansión de memoria.
TEMA III “INTRODUCCIÓN A LA PROGRAMACIÓN DE LOS MICROPROCESADORES"
Objetivo: Familiarizarse con la programación de los microprocesadores.
Contenido:
III.1 Lenguaje de Máquinas y Ensambladores. III.1.1 Concepto de lenguaje máquina.
195
OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS
III.1.2 Concepto de lenguaje ensamblador. III.1.3 Programas ensambladores.
III.2 Transferencia de información (entrada, salida y almacenamiento)y conceptos básicos.
III.3 Conjunto de instrucciones de un microprocesador o microcontrolador.
TEMA IV “PROGRAMACIÓN CON LENGUAJE ENSAMBLADOR”
Objetivo: Programar el microprocesador o microcontrolador usando su conjunto de instrucciones para el desarrollo de programas de aplicación.
Contenido:
IV.1 Herramientas de diseño y documentación.
IV.2 Direccionamiento de Memorias y E/S. IV.2.1 Registros. IV.2.3 Modos de direccionamiento. IV.2.4 Control de dispositivos de entrada/salida.
IV.3 Operaciones con registros. IV.3.1 Operaciones aritméticas. IV.3.2 Operaciones lógicas.
IV.4 Control de flujo de programa. IV.4.1 Salto incondicionado. IV.4.2 Salto condicionado. IV.4.3 Subrutinas. IV.4.4 Banderas.
IV.5 Conteo y Lazos de tiempo. IV.5.1 Base de tiempo. IV.5.2 Contadores. IV.5.3 Implementación de subrutinas de tiempo.
IV.6 Conceptos Avanzados. IV.6.1 Configuración del convertidor A/D, D/A.
IV.6.1.1 Modos de operación. IV.6.1.2 Aplicaciones.
IV.6.2 Otros dispositivos.
196
OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS
TEMA V “COMUNICACIÓN CON OTROS DISPOSITIVOS”
Objetivo: Aprender las técnicas de acceso al medio a ambiente a través de las entradas y salidas.
Contenido:
V.1 Conceptos básicos de entrada/salida. V.1.1 Uso de líneas programadas Entrada/Salida para el control de dispositivos. V.1.2 Interfases de comunicación. V.1.3 Protocolos.
V.2 Puertos paralelos de entrada/salida. V.2.1 Programación de puertos paralelos de entrada /salida.
V.3 Puertos serie de entrada/salida. V.3.1 Programación de puertos serie de entrada/salida asíncrona. V.3.2 Programación de puertos serie de entrada/salida síncrona
TEMA VI “INTERRUPCIONES Y RESETS”
Objetivo: Aprender las diferencias entre interrupciones y reset, así como la programación de estos y sus aplicaciones.
Contenido:
VI.1 Conceptos fundamentales de las interrupciones. VI.1.1 Concepto de interrupción. VI.1.2 Interrupciones enmascaradas y no enmascaradas. VI.1.3 Prioridad de interrupciones. VI.1.4 Servicio a las interrupciones. VI.1.5 Vectores de interrupción. VI.1.6 Programación de interrupciones.
VI.2 Resets. VI.2.1 Excepciones y resets. VI.2.2 Vectores de reset.
TEMA VII “CIRCUITOS DE SOPORTE”
Objetivo: Aprender los mecanismos de expansión de memoria y puertos para los microprocesadores y microcontroladores.
Contenido:
VII.1 Configuración y expansión de memoria externa. VII.1.1 Asignación de espacios de memoria. VII.1.2 Diseño de decodificadores de dirección.
VII.2 Extensión de puertos. VII.2.1 Paralelo.
197
OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS
VII.2.2 Serial.
198
BIBLIOGRAFÍA Bibliografía Básica
Temas para los que se recomienda.
Douglas V. Hall. Microprocessors and interfacing Programing and Hardware, McGraw Hill, 624 pp. 2004
TODOS
Fredrick M. Cady. James M. Sibigtrogh Software and Hardware Engineering Oxford University Press , 573 pp. 2000
TODOS
Jhosep D. Greenfield -William C. Wray. Using Microprocessors and Microcomputers, the Motorola family, 4th edition, Prentice Hall, Hardcover , 946 pp. 1998
V, VI y VII
Bibliografía Complementaria Temas para los que se
recomienda.Manuales de usuario de los diversos fabricantes de microcontroladores y microprocesadores.
TODOS
199
SUGERENCIAS DIDÁCTICAS ELEMENTOS DE EVALUACIÓN
Exposición oral Exposición audiovisual Ejercicios dentro de clase Ejercicios fuera del aula Seminarios Lecturas obligatorias Trabajos de investigación Practicas de taller o laboratorio Prácticas de campo Otros
(X)(X)(X)(X)( ) (X)(X)(X)( ) ( )
Exámenes Parciales Exámenes Finales Trabajos y tareas fuera del aula Participación en clase Asistencia a practicas Otros
(X)(X)(X)(X)(X)( )
PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIENES PUEDEN IMPARTIR LA ASIGNATURA
Licenciatura en Ingeniería Mecánica Eléctrica, Ingeniería Eléctrica y Electrónica o carreras cuya formación le permita impartir la asignatura de manera correcta. Deseable haber realizado estudios de posgrado, contar con experiencia docente o haber participado en cursos o seminarios de iniciación en la práctica docente.
200
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Facultad de Estudios Superiores Aragón
Ingeniería Eléctrica Electrónica Programa de Asignatura
NOMBRE DE LA ASIGNATURA: ELECTRÓNICA DE POTENCIA (L)PLAN 2007 Tipo de Asignatura: Teórico - Práctico Clave: Créditos: 10 Carácter: Obligatoria Semestre: Séptimo Duración del Curso Semanas: 16 Área de Conocimiento: Electrónica
Horas: 96Horas/Semana Teoría: 4.0
Práctica: 2.0 MODALIDAD: CURSO - LABORATORIO
SERIACIÓN INDICATIVA PRECEDENTE:
Electrónica Analógica (L)
SERIACIÓN INDICATIVA SUBSECUENTE:
Sistemas Electrónicos de Potencia (Optativa).
OBJETIVO DEL CURSO:
Analizar la operación de los circuitos empleados con mayor frecuencia en los sistemas electrónicos de potencia, considerando las características y limitaciones de los dispositivos de estado sólido que los integran.
TEMASHORASNo. Nombre Teoría Práctica
I INTRODUCCIÓN 4.0 0.0 II INTERRUPTORES Y DIODOS DE POTENCIA 8.0 4.0 III TIRISTORES 10.0 6.0 IV RECTIFICADORES 10.0 6.0 V CONVERTIDORES DE CD A CD 12.0 6.0 VI CICLOCONVERTIDORES, INVERSORES Y CICLOINVERSORES 16.0 8.0 VII APLICACIONES 4.0 2.0
Total de horas 64.0 32.0
Total : 96.0
201
OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS
TEMA I “INTRODUCCIÓN”
Objetivo: El alumno conocerá los campos de aplicación de la Electrónica de Potencia, vislumbrando la gama de dispositivos a emplear en la implementación de un circuito convertidor.
Contenido:
I.1 Introducción a los sistemas electrónicos de potencia. I.1.1 Tipos de sistemas convertidores. I.1.2 Función que realizan los sistemas convertidores. I.1.3 Aplicaciones.
TEMA II “INTERRUPTORES Y DIODOS DE POTENCIA”
Objetivo: Conocer las características básicas de los diodos y los relevadores.
Contenido:
II.1 Relevadores. II.2.1 Características y funcionamiento (electromecánicos y de estado sólido). II.2.2 Circuitos básicos.
II.2 Diodos de potencia. II.2.1 Clasificación de diodos de potencia. II.2.2 Características de recuperación en inversa del diodo de potencia. II.2.3 Efectos del tiempo de recuperación en directa e inversa del diodo de potencia.
TEMA III “TIRISTORES”
Objetivo: Analizar las características de funcionamiento de los dispositivos semiconductores de potencia e interpretar adecuadamente las hojas de especificaciones.
Contenido:
III.1 Simbología de dispositivos de potencia. III.1.1 Distintas nomenclaturas de manuales de electrónica de potencia.
III.2 Características de operación de transistores de potencia y tiristores. III.2.1 TBJ, VMOS, TMOS y MCT. III.2.2 SCR, Triac. III.2.3 Rectificador de media onda con FEM. III.2.4 Circuitos de encendido PUT, UJT, SCR, TRIAC, LASCR, GTO. III.2.5 Hojas de datos del fabricante. III.2.6 Fundamentos de la conmutación.
202
OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS
TEMA IV “RECTIFICADORES”
Objetivo: Analizar las características de funcionamiento y aplicaciones de los controladores de C.A.
Contenido:
IV.1 Conceptos Básicos de rectificación. IV.1.1 No controlada y controlada.
IV.2 Tipos de rectificadores. IV.2.1 No controlados, monofásicos y trifásicos. IV.2.2 Controlados, monofásicos y trifásicos (Media onda y onda completa).
IV.3 Aplicaciones.
TEMA V “CONVERTIDORES DE CD A CD”
Objetivo: Analizar los circuitos convertidores de C.D. a C.D.
Contenido:
V.1 Introducción a los sistemas convertidores de CD a CD. V.1.1 Formas de variar el voltaje promedio de salida. V.1.2 Troceador por modulación de ancho de pulso (PWM).
V.2 Configuraciones básicas.
TEMA VI “CICLOCONVERTIDORES, INVERSORES Y CICLOINVERSORES”
Objetivo: Analizar las características de funcionamiento y aplicaciones de los cicloconvertidores, inversores y los cicloconvertidores.
Contenido:
VI.1 Cicloconvertidores: principios de operación, circuitos básicos.
VI.2 Inversor: principios de operación, circuitos básicos.
IV.3 Cicloinversores: principios de operación, circuitos básicos.
TEMA VII “APLICACIONES”
Objetivo: El alumno desarrollara circuitos controladores de CA y CD en base al conocimiento adquirido durante la materia.
Contenido:
VII.1 Aplicaciones de los circuitos de C.A.
VII.2 Aplicaciones de los circuitos de C.D.
203
BIBLIOGRAFÍA Bibliografía Básica
Temas para los que se recomienda.
Daniel W. Hart Introduction to Power Electronics Prentice-Hall, 418 pp.1997
TODOS
Muhammad Harunur Rashid Power electronic circuits, devices and applications, 2a. ed., México, Prentice-Hall. 1995.
TODOS
Dewan, S. B. Y Straughen A. Power semiconductor circuits Wiley Interscience, E. E. U. U. , 523 pp.1975
TODOS
Sheperd, W. And Hulley, L. N. Power electronic circuits and motor control Cambridge, Inglaterra, 563 pp.1996
TODOS
Bibliografía Complementaria Temas para los que se
recomienda.Samir, K Data Power electronics controls Reston,.196 pp.1985
Todos
204
SUGERENCIAS DIDÁCTICAS ELEMENTOS DE EVALUACIÓN
Exposición oral Exposición audiovisual Ejercicios dentro de clase Ejercicios fuera del aula Seminarios Lecturas obligatorias Trabajos de investigación Practicas de taller o laboratorio Prácticas de campo Otros
(X)(X)(X)(X)( ) (X)(X)(X)( ) ( )
Exámenes Parciales Exámenes Finales Trabajos y tareas fuera del aula Participación en clase Asistencia a practicas Otros
(X)(X)(X)(X)(X)( )
PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIENES PUEDEN IMPARTIR LA ASIGNATURA
Licenciatura en Ingeniería Mecánica Eléctrica, Ingeniería Eléctrica y Electrónica o licenciaturas cuya formación le permita impartir la asignatura de manera correcta. Deseable haber realizado estudios de posgrado, contar con experiencia docente o experiencia profesional en el área de estudio.
205
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Facultad de Estudios Superiores Aragón
Ingeniería Eléctrica Electrónica Programa de Asignatura
NOMBRE DE LA ASIGNATURA: COMUNICACIONES DIGITALES (L)PLAN 2007 Tipo de Asignatura: Teórico - Práctico Clave: Créditos: 10 Carácter: Obligatoria Semestre: Séptimo Duración del Curso Semanas: 16 Área de Conocimiento: Comunicaciones
Horas: 96Horas/Semana Teoría: 4.0
Práctica: 2.0 MODALIDAD: CURSO - LABORATORIO
SERIACIÓN INDICATIVA PRECEDENTE:
Filtrado y Modulación (L)
SERIACIÓN INDICATIVA SUBSECUENTE:
Sistemas de Comunicaciones I (Mod. Comunicaciones), Radiación y Propagación (L) (Optativa), Procesamiento Digital de Señales (Mod. Comunicaciones), Audio y Video (Optativa), Telecomunicaciones sobre IP (Optativa), Radio Microondas y Satélites (Optativa) y Circuitos para Comunicaciones (Optativa).
OBJETIVO DEL CURSO:
Comprender las técnicas de modulación digital para su adecuada utilización en la transmisión de las señales y analizar y proyectar sistemas de comunicación digital.
TEMASHORASNo. Nombre Teoría Práctica
I INTRODUCCIÓN 4.0 0.0 II FUENTES DE SEÑAL BINARIA 4.0 2.0 III MULTICANALIZACIÓN POR DIVISIÓN DE TIEMPO 6.0 4.0 IV EL CANAL DE TRANSMISIÓN 10.0 4.0 V CÓDIGOS DE LÍNEA 10.0 4.0 VI MODULACIÓN DIGITAL 10.0 6.0 VII RUIDO EN LAS COMUNICACIONES DIGITALES 8.0 4.0 VIII CÓDIGOS DE PROTECCIÓN 6.0 4.0 IX TEORÍA DE LA INFORMACIÓN 6.0 4.0
Total de Horas 64.0 32.0
TOTAL: 96.0
206
OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS
TEMA I "INTRODUCCIÓN"
Objetivo: Ubicarse en el contexto de la materia y tener acceso a una serie de conceptos fundamentales, útiles en el desarrollo del curso.
Contenido:
I.1 Configuración básica de una comunicación digital.
I.2 Conceptos básicos: Señal digital y señal analógica, canal, banda base, modulación, distorsión, ruido, pérdidas, ancho de banda, repetidores, códigos, errores, velocidad de transmisión, velocidad de señalización, multiplexaje digital, densidad de probabilidad, densidad espectral de potencia, simplex, semiduplex, fullduplex, etc.
TEMA II "FUENTES DE SEÑAL BINARIA"
Objetivo: Seleccionar la técnica de codificación adecuada, según se trate de enviar señales analógicas o caracteres alfanuméricos.
Contenido:
II.1 Señales analógicas digitalizadas.
II.2 Codificación de caracteres alfanuméricos.
II.3 Concepto de señal NRZ-L.
II.4 Ancho de banda de una señal NRZ-L.
TEMA III "MULTICANALIZACIÓN POR DIVISIÓN DE TIEMPO"
Objetivo: Analizar y seleccionar sistemas de multicanalización digital.
Contenido:
III.1 Muestreo.
III.2 Cuantificación, ruido de cuantificación.
III.3 Compansión.
III.4 PCM, PCM diferencial y modulación delta.
III.5 Técnicas de multiplexaje por división de tiempo, jerarquías, velocidad de transmisión y ancho de banda.
III.6 Análisis de sistemas comerciales.
III.7 Campos de aplicación del multiplexaje digital.
207
OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS
TEMA IV "EL CANAL DE TRANSMISIÓN"
Objetivo: Seleccionar el medio de transmisión adecuada a cada caso, así como los dispositivos que garanticen la correcta recepción de los mensajes.
Contenido:
IV.1 Canal sin memoria, canal simétrico binario y canal gaussiano.
IV.2 Tansmisión de señales binarias a través de cables. Pérdidas, retardo, distorsión, ancho de banda, interferencia intersimbólica, conformación de pulsos, regeneración de señales digitales.
TEMA V "CÓDIGOS DE LÍNEA"
Objetivo: Modificar la forma de los pulsos, de manera que la información que éstos transportan no se pierda en su viaje a través del canal de transmisión.
Contenido:
V.1.Necesidad de la codificación de línea.
V.2.Criterios de evaluación de códigos de línea.
V.3.Clasificación y características de códigos de línea.
V.4.Aplicaciones.
TEMA VI "MODULACIÓN DIGITAL"
Objetivo: Determinar las características de un sistema de modulación en particular y seleccionar el sistema de modulación adecuado a cada necesidad.
Contenido:
VI.1 Necesidad de la modulación.
VI.2 Modulación en amplitud: Binaria, M-aria y en cuadratura. Demodulación síncrona y asíncrona.
VI.3 Modulación y demodulación en frecuencia.
VI.4 Modulación y demodulación en fase: binajria, M-aria, diferencial.
VI.5 Comparación en anchos de banda.
TEMA VII "RUIDO EN LAS COMUNICACIONES DIGITALES"
Objetivo: Determinar las características de un sistema de modulación en particular y seleccionar el sistema de modulación adecuado a cada necesidad.
208
OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS
Contenido:
VII.1 Origen y clasificación del ruido.
VII.2 Densidad espectral de potencia del ruido.
VII.3 Relación señal ruido, cifra de ruido y temperatura de ruido.
VII.4 Cálculo de la probabilidad de error en comunicaciones en banda base y en pasabanda.
VII.5 Filtros adaptados.
TEMA VIII "CÓDIGOS DE PROTECCIÓN"
Objetivo: Implementar técnicas para recuperar la información en el receptor cuando ésta ya ha sido dañada por el ruido.
Contenido:
VIII.1 Detección y corrección de errores por chequeo de paridad.
VIII.2 Algoritmos de codificación y verificación para códigos de bloques y códigos convolucionales.
VIII.3 Criterios de selección comparación de códigos.
VIII.4 Aplicaciones.
TEMA IX "TEORIA DE LA INFORMACIÓN"
Objetivo: Determinar la mínima longitud que debe tener un código alfanumérico y usar los algoritmos correspondientes para desarrollar tal código. Manejar códigos cifrados.
Contenido:
IX.1 Medición de la cantidad de información de un mensaje.
IX.2 Entropía.
IX.3 Algoritmos para obtener códigos de mínima longitud.
IX.4 Ventajas y desventajas de los códigos de mínima longitud.
IX.5 Campos de aplicación de los códigos de mínima longitud.
IX.6 Códigos criptográficos.
209
BIBLIOGRAFÍA Bibliografía Básica
Temas para los que se recomienda.
Couch, Leon W. Digital and analog communication systems, 8a. ed. Pearson US Imports & PHIPEs 2002.
TODOS
Haykin, Simon. An introduction to communications systems, 4ta edición E.E.U.U, John Wiley and Sons, Inc, 840 pp.2001
TODOS
Carlson, Bruce A, Rutglege, Janet C. And Crilly, Paul B. Communications Systems, 4ta edición E.E.U.U., McGraw Hill Book Co, 864pp.2002
TODOS
Bibliografía Complementaria Temas para los que se
recomienda.Frenzel, Louis Sistemas electrónicos de comunicaciones México, Editorial: Alfaomega, 1016pp.
TODOS
210
SUGERENCIAS DIDÁCTICAS ELEMENTOS DE EVALUACIÓN
Exposición oral Exposición audiovisual Ejercicios dentro de clase Ejercicios fuera del aula Seminarios Lecturas obligatorias Trabajos de investigación Practicas de taller o laboratorio Prácticas de campo Otros
(X)(X)(X)(X)( ) (X)(X)(X)( ) ( )
Exámenes Parciales Exámenes Finales Trabajos y tareas fuera del aula Participación en clase Asistencia a practicas Otros
(X)(X)(X)(X)(X)( )
PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIENES PUEDEN IMPARTIR LA ASIGNATURA
Licenciatura en Ingeniería Mecánica Eléctrica, Ingeniería Eléctrica y Electrónica o carreras cuya formación le permita impartir la asignatura de manera correcta. Deseable haber realizado estudios de posgrado, contar con experiencia docente o haber participado en cursos o seminarios de iniciación en la práctica docente.
MAS UN
MODULO
OBLIGATORIO
DE
ESPECIALIDAD