ADQUISICIÓ I PROCESSAMENT DEL SENYAL

Tipus d'assignatura: optativa

Crèdits: 9 (teòrics: 3; pràctics: 6)

Departament responsable: Electrònica

Semestre: 7è

OBJECTIUS DOCENTS

S'introduiran els conceptes fonamentals i problemes bàsics de l'adquisició i del processament de senyal, els sistemes de mesura i control, i la instrumentació electrònica. El curs s'adreça als alumnes de segon cicle de Físiques amb orientació experimental que vulguin adquirir un coneixement pràctic dels principis fonamentals de la instrumentació electrònica en un laboratori.

CONTINGUTS

1. INTRODUCCIÓ ALS SISTEMES DE MESURA

Sistemes electrònics de mesura i control: estructura i característiques. Senyals per transportar informació. Comportament estàtic i dinàmic dels sistemes.

2. PROCESSAMENT ANALÒGIC DEL SENYAL (I)

Transductors analògics: paràmetres. Circuits condicionadors del senyal. Amplificadors: guanys i impedàncies. Amplificadors operacionals: especificacions. Amplificadors d'instrumentació. Amplificadors aïllats i onduladors.

3. PROCESSAMENT ANALÒGIC DEL SENYAL (II)

Sistemes de detecció síncrona. Sistemes per al filtratge analògic del senyal.

4. CONVERSIÓ DE SENYALS A/D i D/A

Paràmetres de la conversió A/D. Circuits de mostreig i retenció (sample and hold). Teorema de mostreig de Nyquist: efecte de l'aliasing. Convertidors A/D. Convertidors D/A. Convertidors de tensió-freqüència.

5. PROCESSAMENT DIGITAL DEL SENYAL

Sistemes digitals lineals i invariants en el temps (LTI). Resposta en freqüència dels sistemes LTI: filtratge digital. Diagrama d'Argand: disseny de filtres digitals. Transformada ràpida de Fourier (FFT): processament de senyals mitjançant les FFT.

6. SOROLL ALS SISTEMES DE MESURA

Fonts de soroll. Transmissió del soroll. Mesura del soroll i mètodes per reduir-lo.

7. SISTEMES D'INSTRUMENTACIÓ PROGRAMABLE. SISTEMES CONTROLATS

Sistemes d'adquisició de senyal basats en ordinadors. Targetes d'adquisició i interfícies: paràmetres i característiques. Sistemes controlats. Introducció als actuadors.

PRÀCTIQUES DE LABORATORI

1. Calibratge i linealització de sensors analògics. Estudi de les característiques estàtiques i dinàmiques d'aquests sensors.

2. Anàlisi de les característiques fonamentals d'un amplificador d'instrumentació: utilització d'amplificadors integrats.

3. Modulació d'amplitud (AM) i de freqüència (FM): anàlisi de senyals amb modulació d'amplitud i de freqüència. Estudi de circuits fonamentals de modulació i desmodulació.

4. Filtres actius (I): programes de simulació. Simulació de filtres de Butterworth, Txebixev i Thomson.

5. Filtres actius (II): disseny i elaboració d'un filtre de Butterworth d'ordre 2.

6. Detecció síncrona per eliminació de soroll.

7. Conversió A/D: visualització dels errors de discretització i temps de conversió. Estudi experimental de l'efecte de l'aliasing.

8. Transformada FFT: comparació de funcions de finestra.

9. Adquisició de senyals: utilització de targetes d'adquisició.

10. Control d'instruments amb l'ordinador. Control d'un sistema de mesura.

BIBLIOGRAFIA RECOMANADA

1. Pallás, R. Adquisición y distribución de señales. Barcelona: Marcombo-Boixareu, 1993.

2. Buchla, D; McLachlan, W. Applied electronic instrumentation and measurement. Nova York: Maxwell MacMillan International Publications Group, 1992.

3. Kennedy, E. J. Operational amplifier circuits: theory and applications. Nova York: Holt, Rinehart and Winston, 1988.

4. Lang, T. T. Electronics of measuring systems: practical implementation of analogue and digital techniques. Chichester: John Wiley & Sons, 1987.

5. Lynn, P. A. Introductory digital signal processing with computer applications. Chichester: John Wiley & Sons, 1989.

CRITERIS I FORMES D'AVALUACIÓ

Les pràctiques són obligatòries i és imprescindible aprovar els informes per poder presentar-se a l'examen. L'avaluació es farà per mitjà d'un examen final.