INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICA PROGRAMA SINTETICO CARRERA: Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica ASIGNATURA: Señales y Vibraciones SEMESTRE: Sexto OBJETIVO GENERAL: El alumno demostrará las características de transmisión y recepción en diferentes elementos y recintos en el laboratorio, tomando como fundamento el principio del funcionamiento del sistema auditivo y fonador. Relacionará las señales y las vibraciones en aplicaciones en la Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica CONTENIDO SINTÉTICO: I. II. III. IV. V. VI. Introducción a la Ingeniería Acústica. Introducción a Señales Acústicas Vibraciones Mecánicas en Elementos Acústicos. Análisis de Sonidos Complejos. Anatomía del Oído y Aparato Fonador. Introducción Acústica Arquitectónica y Ruido Ambiental. METODOLOGÍA: Búsqueda de información por parte del alumno, técnicas grupales para la resolución de ejercicios, uso de recursos audiovisuales e innovación tecnológica, exposiciones por parte de los alumnos, tareas y trabajos extra clase, participación activa en la construcción de su conocimiento. Exposición por parte del profesor. EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN: Tres exámenes departamentales que tendrán el valor de setenta por ciento de la calificación y el treinta por ciento restantes de prácticas en el laboratorio. BIBLIOGRAFÍA: Beranek Leo L., Acústica, Editorial Hispano-Americana, B. Aires, 1961, 492 páginas. Rosado Rodríguez Carlos, Acústica I, Editorial Trillas, México, 1974, 253 páginas. S.S. Steven, Warshofsky F., Sonido y Audición, Time Life Books, Colección Científica, México, 1989, 200 paginas. Recuero López Manuel, Acústica Arquitectónica, Aplicada, Editorial Paraninfo, España, 1999, 773 paginas. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICA ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica CARRERA: Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica OPCIÓN: COORDINACIÓN: DEPARTAMENTO: Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica ASIGNATURA: Señales y Vibraciones SEMESTRE: Sexto CLAVE: CRÉDITOS: 7.5 VIGENTE: Agosto 2005 TIPO DE ASIGNATURA: Teórico- Practica MODALIDAD: Escolarizada TIEMPOS ASIGNADOS HORAS/SEMANA/TEORÍA: HORAS/SEMANA/PRÁCTICA: HORAS/SEMESTRE/TEORIA: HORAS/SEMESTRE/PRACTICA: 3 1.5 54 27 HORAS/TOTALES: 81 PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: REVISADO POR: Subdirección Académica APROBADO POR: Consejos Técnico s Consultivos Escolares de la ESIME Culhuacan y Zacatenco Ing. Ernesto Mercado Escutia M. en C. Jesús Reyes García AUTORIZADO POR: Comisión de Planes y Programas de Estudio del Consejo General Consultivo del IPN. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICA ASIGNATURA: SEÑALES Y VIBRACIONES CLAVE HOJA 2 DE 12 FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA Esta asignatura es fundamental para valorar los principios de las señales acústicas en diferentes medios y materiales en los cuales se propagan, y así interpretar sus características tanto físicas como matemáticas las cuales vienen plasmadas con antelación en las asignaturas antecedentes en los programas de características de movimientos ondulatorios basados en física, y como consecuentes se integran a las siguientes asignaturas como transductores, ruido y vibraciones, acústica arquitectónica, etc., Interpretando este conocimiento con asignaturas colaterales de teoría electromagnética y comunicaciones. OBJETIVO DE LA ASIGNATURA El alumno demostrará las características de transmisión y recepción en diferentes elementos y recintos en el laboratorio, tomando como fundamento el principio del funcionamiento del sistema auditivo y fonador. Relacionará las señales y las vibraciones en aplicaciones en la Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICA CLAVE HOJA 3 DE 12 ASIGNATURA: Señales y Vibraciones No. UNIDAD I NOMBRE: Introducción a la Ingeniería Acústica. OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno describirá las ramas de la acústica, en los diferentes ámbitos donde se emplean las señales acústicas y su propagación; así como su interacción interdisciplinaria. HORAS No. TEMA TEMAS 1.1 La acústica en la Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica 1.2 Relación de la acústica con las ramas de la Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica 5B,1B 1.3 División de la acústica para su estudio 2C,1B 1.4 Interacción interdisciplinaria de la acústica T P EC 6.0 1.5 3.0 ESTRATEGIA DIDÁCTICA Búsqueda de información documental por parte del alumno Técnicas grupales para la resolución de ejercicios Tareas y trabajos. Utilización de recursos audiovisuales y de tecnología de punta Exposición por parte del alumno Participación del alumno en clase. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN • • • • CLAVE BIBLIOGRÁFICA Primer examen departamental unidades I, II y III. Ejercicios para realizarse en clases. Prácticas de laboratorio que deberán reportar los alumnos. Participación en actividades individuales y de equipo. 1,B,4B 1B,3C,4B INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICA ASIGNATURA: No. UNIDAD Señales y Vibraciones II CLAVE NOMBRE: HOJA 4 DE 12 Introducción a Señales Acústicas OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD . El alumno diferenciará los tipos de señales acústicas verificando sus características y aplicaciones. No. TEMA TEMAS HORAS T P 7.5 4.5 CLAVE BIBLIOGRÁFICA EC 2.1 Propagación y naturaleza del sonido 2.2 Cadenas de electroacústica) 2.3 Tonos puros y sonido complejo 1B,4B 2.4 Pulsaciones y batidos 1B,2C 2.5 Resonancia audio (mecanoacústica y ESTRATEGIA DIDÁCTICA Búsqueda de información documental por parte del alumno Técnicas grupales para la resolución de ejercicio Tareas y trabajos. Utilización de recursos audiovisuales y de tecnología de punta Exposición por parte del alumno Participación del alumno en clase. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN • • • • Primer examen departamental unidades I, II y III. Ejercicios para realizarse en clases. Prácticas de laboratorio que deberán reportar los alumnos. Participación en actividades individuales y de equipo. 1B,2C 5B 1B,2C,5B INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICA ASIGNATURA: No. UNIDAD III Señales y Vibraciones CLAVE HOJA 5 DE 12 NOMBRE: Vibraciones Mecánicas en Elementos Acústicos OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno comprobará los diferentes métodos de propagación de las señales acústicas en diversos elementos así como su comportamiento en diferentes medios. No. TEMA TEMAS HORAS T P 12.0 6.0 CLAVE BIBLIOGRÁFICA EC 3.1 Vibraciones en cuerda 3.2 Vibración en columnas de aire 1B,2C 3.3 Vibración en barras 1B,2C 3.4 Vibración en membranas y placas 1B,2C 3.5 Vibración en tubos de sección variable 1B,2C 3.6 Resonancias en recintos rectangulares 4B,5B 3.7 Analogías electromecanoacusticas 1B,2C ESTRATEGIA DIDÁCTICA Búsqueda de información documental por parte del alumno. Exposición por parte del profesor. Técnicas grupales para la resolución de ejercicios. Uso de recursos audiovisuales y de tecnología de punta. Tareas y trabajos. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN • • • • Primer examen departamental unidades I, II y III. Ejercicios para realizarse en clases. Prácticas de laboratorio que deberán reportar los alumnos. Participación en actividades individuales y de equipo. 10.0 1B,2C INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICA ASIGNATURA: Señales y Vibraciones No. UNIDAD IV NOMBRE: CLAVE HOJA 6 DE 12 Análisis de Sonidos Complejos OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno describirá en forma analítica el comportamiento del sonido distinguiendo las diversas formas de valoración acústica. No. TEMA TEMAS HORAS CLAVE BIBLIOGRÁFICA T P EC 12.0 3.0 10.0 4.1 Ecuación de onda en el aire 4.2 Solución general de la ecuación de onda 3C,4B 4.3 Conceptos de acústica Densidad de energía, intensidad acústica, impedancia acústica específica, etc. 1B,2C 4.4 Representación logarítmica. Decibeles 1B,2C 4.5 Niveles acústicos 1B,2C 4.6 Niveles eléctricos 1B,2C 4.7 Niveles mecánicos 1B,2C 4.8 Suma de niveles 1B.2C 4.9 Sonidos complejos Análisis de ruido blanco, ruido rosa nivel banda, nivel espectral medio ESTRATEGIA DIDÁCTICA Búsqueda de información documental por parte del alumno. Exposición por parte del profesor. Técnicas grupales para la resolución de ejercicios. Uso de recursos audiovisuales y de tecnología de punta. Tareas y trabajos. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN • • • • Segundo examen departamental unidades IV y V Ejercicios para realizarse en clases. Prácticas de laboratorio que deberán reportar los alumnos. Participación en actividades individuales y de equipo. 3C,4B 1B,2C,5B INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICA ASIGNATURA: Señales y Vibraciones No. UNIDAD V CLAVE NOMBRE: HOJA 7 DE 12 Anatomía del Oído y Aparato Fonador OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno investigará el comportamiento del sistema auditivo y fonador para demostrar sus diferentes funciones de emisión y percepción de señales. Previa investigación del comportamiento del sistema auditivo y fonador. No. TEMA TEMAS HORAS T 7.5 P 4.5 CLAVE BIBLIOGRÁFICA EC 5.1 Sistema de audición 1B,4B,5B 5.2 Curvas de Fletcher-Munson 5.3 Características subjetivas de la audición 1B,5B 5.4 Anatomía aparato fonador 1B,2C 5.5 Reproducción de la voz Fonación, articulación, potencia en la voz 1B,2C 1B ESTRATEGIA DIDÁCTICA Investigación bibliográfica de las diferentes funciones en pequeños grupos y presentaciones de resultados con la guía del profesor. Búsqueda de información documental por parte del alumno. Exposición por parte del profesor. Técnicas grupales para la resolución de ejercicios. Uso de recursos audiovisuales y de tecnología de punta. Tareas y trabajos. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN • • • • Segundo examen departamental unidades IV y V Ejercicios para realizarse en clases. Prácticas de laboratorio que deberán reportar los alumnos. Participación en actividades individuales y de equipo. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICA ASIGNATURA: Señales y Vibraciones CLAVE HOJA 8 DE 12 VI NOMBRE: Introducción Acústica Arquitectónica y Ruido Ambiental No. UNIDAD OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno demostrará el comportamiento de las señales en diferentes ámbitos específicamente en un recinto, comprobando de forma física y analítica. No. TEMA TEMAS HORAS T 9.0 CLAVE BIBLIOGRÁFICA P EC 3.0 7.0 6.1 Condiciones acústicas de un recinto 6.2 Recintos regulares e irregulares 4B,5B 6.3 Características acústicas de los materiales 1B,5B 6.4 Coeficiente de absorción 1B,5B 6.5 Tiempo de reverberación 1B,5B 6.6 Inteligibilidad de la palabra 6.7 Efectos del ruido 3C,4B,5B 6.8 Normalización y legislación del ruido 3C,4B,5B ESTRATEGIA DIDÁCTICA Búsqueda de información documental por parte del alumno. Exposición por parte del profesor. Técnicas grupales para la resolución de ejercicios. Uso de recursos audiovisuales y de tecnología de punta. Tareas y trabajos. Practicas de laboratorio PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN • • • • Tercer examen departamental unidades V y VI Ejercicios para realizarse en clases. Prácticas de laboratorio que deberán reportar los alumnos. Participación en actividades individuales y de equipo. 1B,4B,5B 1B,3C,4B,5B INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICA RELACIÓN DE PRÁCTICAS PRACT.No. 1 NOMBRE DE LA PRÁCTICA Identificación del área y equipo de laboratorio de acústica. UNIDAD I DURACIÓN 3.0 Hs 2 Identificación de las características físicas del sonido. II 1.5 Hs 3 Tonos puros y sonido complejo, análisis de batido de señal. II 1.5 Hs 4 Cadenas de audio. II 1.5 Hs 5 Vibración en cuerdas. III 1.5 Hs 6 Vibración en barras. III 1.5 Hs 7 Vibración en membranas. III 1.5 Hs 8 Vibración en tubos y columnas de aire. III 1.5 Hs 9 Medición de niveles acústicos con sonómetro. IV 3.0 Hs 10 Análisis de ruido. IV 1.5 Hs 11 Apreciación subjetiva del aparato auditivo. V 1.5 Hs 12 Audiometría. V 3.0 Hs 13 Análisis de voz. V 1.5 Hs 14 Análisis acústico de materiales VI 3.0 Hs TOTAL 27.0 Hs. LUGAR DE REALIZACIÓN Las prácticas a excepción de la 9 se realizarán en el laboratorio de acústica La práctica 9 se realizará fuera del laboratorio de acústica en diversas áreas del plantel INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICA ASIGNATURA: SEÑALES Y VIBRACIONES PERÍODO UNIDAD 1 I, II, III 2 IV, V 3 V, VI CLAVE B 1 X C CLAVE HOJA 10 DE 12 PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN • • • • Primer Examen departamental. ---- 70% Ejercicios realizados en clases. Prácticas de laboratorio reportadas por los alumnos. Participación en actividades individuales, de equipo y tareas.----30% • • • • Segundo examen departamental. -------70% Ejercicios realizados en clases. Prácticas de laboratorio reportadas por los alumnos. Participación en actividades individuales, de equipo y tareas.----30% • • • • Tercer examen departamental. -------70% Ejercicios realizados en clases. Prácticas de laboratorio reportadas por los alumnos. Participación en actividades individuales, de equipo y tareas.----30% BIBLIOGRAFÍA Beranek Leo L., Acústica, Editorial Hispano-Americana, B. Aires, 1961, 492 páginas. 2 X Rosado Rodríguez Carlos, Acústica I, Editorial Trillas, México, 1974, 253 páginas. 3 X S.S. Steven, Warshofsky F., Sonido y Audición, Time Life Books, Colección Científica, México, 1989, 200 paginas. 4 X Recuero López Manuel, Ingeniería Acústica, Editorial Paraninfo, España, 1999, 773 paginas. 5 X Miyara Federico, Sonorización y Sistemas Acústicos. Editorial Paraninfo España 2001. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICA PERSONAL DOCENTE POR ASIGNATURA 1. DATOS GENERALES ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica CARRERA: ÁREA: BÁSICAS C. INGENIERÍA ACADEMIA: semestre sexto Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica D. INGENIERÍA C. SOC. Y HUM. ASIGNATURA: Señales y Vibraciones Acústica ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO: Ingeniero en Comunicaciones y Electrónica Licenciatura. 2. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA: El alumno relacionará las señales y las vibraciones en aplicaciones en la Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica, demostrará sus características de transmisión y recepción en diferentes elementos y recintos. Tomando como fundamento el principio del funcionamiento del sistema auditivo y fonador. 3. PERFIL DOCENTE: CONOCIMIENTOS EXPERIENCIA PROFESIONAL HABILIDADES ACTITUDES Deberá tener conocimientos de física y matemáticas para definir las señales y vibraciones en forma analítica para demostrar su comportamiento en diferentes aplicaciones. en el área de electrónica, física y acústica Habilidad de comunicar. Mostrar tolerancia hacia los alumnos en razón a los cuestionamientos que se le realizan y así mismo demostrar y fomentar la responsabilidad hacia su materia. Manejo del equipo electrónico y mecánico del laboratorio. Ética. Deberá tener conocimiento sobre el proceso de señales acústicas así como la fisiología del oído y aparato fonador. ELABORÓ Compromiso social REVISÓ Ing. Luis Gerardo Hernández Sumilla Ing. Pedro Suárez Escorza M. en C. Alberto Paz Gutiérrez Ing. Guillermo Santillán Guevara Presidentes de Academia de Acústica Subdirectores Académicos AUTORIZÓ Ing. Ernesto Mercado Escutia M. en C. Jesús Reyes García Directores FECHA: Enero 2005.