Orientador: Oseas Valente de Avilez Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-22T00:41:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Castro_JoseEduardoGarcia_M.pdf: 3681554 bytes, checksum: 3f4b9397fc9994dd2fabcf11eed7aec2 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Este trabalho objetiva o estudo de técnicas para os vários blocos funcionais de um amplificador comutado em áudio. A faixa de aplicação a que se direciona este estudo compreende os seguintes (baixas tensões, médias requisitos: potências). Aplicação Automotiva baixo custo e médio desempenho. Neste estudo, faz-se a classificação das topologias interessantes para a faixa definida; comentam-se as mais convenientes, de aplicação e determina-se uma para projeto. O trabalho compreende ainda, como objeto de estudo, o projeto e a realização de ensaios com um amplificador comutado, sem a preocupação nem objetivo de construir um amplificador de alto desempenho. São apresentados e discutidos as formas de onda e os resultados das medidas realizadas a partir do protótipo do amplificador comutado desenvolvido / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Furio Damiani / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-23T02:58:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JaraPerez_MarceloArturo_D.pdf: 13161407 bytes, checksum: 06cc03b52bc981c0309838ebf8cd7fa2 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Neste trabalho realiza-se o estudo do algoritmo SOFM (Self-Organizing Feature Map) para a sua Implementação em circuitos digitais ASIC VLSI. Foram projetados e construídos 2 chips: o primeiro implementa uma célula da rede neural e o segundo o bloco WTA (Winner-takes-All). O sistema foi inicialmente simulado com uma linguagem procedural (ANSI-C), construindo-se um programa com interface gráfica para plataforma UNIX. Posteriormente, foi realizada uma descrição em alto nível usando a linguagem VHDL (Very high-speed circuits Hardware Description Language). Em seguida, a descrição foi feita a nível RTL (Register Transfer LeveI) e o circuito foi sintetizado e otimizado seguindo uma metodologia Top-Down. Os circuitos foram implementados em tecnologia digital usando um processo CMOS de 1,2 microns para as células e de 0,8 microns para o bloco WTA. Esses circuitos foram objeto de testes e verificação funcional, para avaliação de seu desempenho. Os resultados permitiram verificar a validade da metodologia Top-Down para o projeto de sistema:; eletrônicos complexos. A frequência máxima de operação das células excede 20 MHz e a do bloco WTA excede 50 MHz. A dissipação de potência para 20 MHz foi de aproximadamente 50 mW para uma célula. Todos os circuitos foram implementados usando ferramentas de projetos(CAD-EDA)da Mentor-Graphics Co,e bibliotecas std-cells CMOS AMS. Observaram-se algumas diferenças entre os resultados das simulações e as medidas experimentais / Abstract: : A Kohonen-based (SOFM - Self-Organizing Feature Map ) artificial neural network was simulated, modelated and hardware implemented in a VLSI circuit. A Top-Down methodological approach was used by using ANSI-C and VHDL (Very High Speed Circuits, Hardware Description Language). The original SOFM algorithm was lightly modified for customizing to the hardware implementation requirements. After a high-level modeling and simulation, a fully-digital VLSI Neuroprocessor chip prototype was designed and manufactured in a CMOS 1.2microns technology. Most of the circuits structures of Neuron were automatically generated from a VHDL RTL description using automatic synthesis, the others were obtained trough conventional schematics procedure. After functional verification, the resulting circuits were optimizated (drived by silicon area minimization) and mappe d to the AMS technology, a 2-level metal process from Austria Mikro Systeme. The Neuron cell has 6 bi-directional 3-bits capability connections, used for neighbours communication, Allowing to implement a hexagonal type dynamic Nc(t) neighbourhood. Both Nc(t) radio and gain Alfa function may be programmed by using a set of registers, allowing high flexibility for studying different SOFM algorithm convergence conditions. A second chip was designed and manufacture dusing a AMS CMOS0.8 microns technology for implementing a competitive on-chip learning. This circuit is part of a WTA (Winner-Takes-All) block used for determine a winner cell in each epoch of the self-organized training phase. Some differences were observed after comparing measures and simulation results / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Alberto Martins Jorge / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-26T07:22:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SilvaFilho_MarioVaz_D.pdf: 8319871 bytes, checksum: 120b605cdaf82924dba11c4880707d21 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Apresenta-se uma proposta de metodologia de projeto de circuitos eletrônicos, baseada no uso de programas de computador para simulação de circuitos e tratamento estatístico de dados, que busca garantir qualidade de produto no projeto. Se baseia em recursos computacionais da área de Física de Altas Energias, que possibilitam custo baixo, modularidade e adaptabilidade altas, e acesso livre ao software de projeto, possibilitando uma ampla gama de aplicações em ensino e desenvolvimento de projeto de circuitos. Isto é demonstrado no programa CPSPICE, criado para simulação de circuitos eletrônicos com estatística pelo método de Monte Carlo, para ser executado em computadores paralelos sob sistema operacional UNIX em comunicação segundo protocolo TCP/ IP. Utiliza as bibliotecas CPS ¿ Software para Processos Cooperativos, para tornar paralelos e cooperativos processos independentes, e CERNLIB, para a análise estatística de dados. E os programas SPICE, para a simulação de circuitos eletrônicos e PAW ¿ Physics Analysis Workstation, para análise e visualização gráfica dos resultados da simulação por Monte Carlo. Os resultados das simulações pelo SPICE são escritos em disco ou fitas magnéticas como arquivos de n-tuplas, para serem processados pelo programa HBOOK em modo ¿batch¿ ou interativamente pelo programa PAW ¿ Physics Analysis Workstation. Estes programas também permitem a documentação do projeto com alta qualidade gráfica. ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: This thesis presents a circuit design methodology aimed to guarantee at design level the quality of production in a well-controlled environment. It is based on computer programs for circuit simulation and statistical data processing. The use of computational resources from High Energy ¿ HEP allows low cost, high modularity and adaptability, and free access to the software developed, opening a broad range of applications in teaching and circuit design. This is demonstrated with CPSPICE, our electronic circuit statistical simulation program developed to run in a parallel environment under UNIX operating system and TCP/ IP communications protocol using CPS ¿ Cooperative Processes Software. Also used are SPICE, an electronic circuit simulation program and CERNLIB software package, including PAW ¿ Physics Aalysis Workstation. CPSPICE simulates electronic circuits by Monte Carlo method, through several different processes running simultaneously SPICE in UNIX parallel computers or workstation farms. Data transfer between CPS processes for a modified version of SPICE2G6 is done by RAM memory, but can also be done through hard disk or tape files if no source files are available for the simulator, and for bigger simulation output files. Simulation results are written in a HBOOK file as n-tuples, to be examined by programs like HBOOK in batch mode or interactively by PAW ¿ Physics Analysis Workstation. ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Doutor em Engenharia Elétrica

Este trabalho consiste no projeto de uma Fonte de Tensão de Referência CMOS com coeficiente de temperatura inferior a 50 ppm/ºC. Esta fonte deve ser aplicada em receptores/transmissores de radio freqüência mas pode também ser utilizada em qualquer sistema analógico. A tecnologia utilizada foi a CMOS 0,35 µm da AMS (Austria Micro Systems) com quatro níveis de metal e dois de silício policristalino. A fonte de tensão implementada é do tipo Bandgap e utiliza dispositivos MOS em inversão fraca, um transistor bipolar parasitário e resistores de silício policristalino de alta resistividade. No circuito é produzida uma tensão PTAT (Proportional to Absolute Temperature) que somada a tensão base-emissor do transistor bipolar resulta numa tensão de saída independente da temperatura. O projeto e o desenho do layout desta fonte foram realizados. A partir do layout foram gerados netlists para simulações realizadas utilizando o software ELDO com o modelo MOS BSIM3v3, nas condições de operação típicas, worst speed e worst power. Através destas simulações verificou-se que o circuito atendia as especificações iniciais. O valor da tensão de saída, no entanto, apesar de estar próximo do valor desejado de 1,25 V, variou com as condições de simulação empregadas. Dois circuitos Bandgap diferentes foram enviados para fabricação: um circuito com resistores integrados (dimensões de 220 µm x 76 µm) e outro sem os resistores (dimensões de 190 µm x 36 µm). Este último permite, com o ajuste do valor dos resistores colocados externamente, modificar, se necessário, as condições de operação do circuito. Os circuitos foram caracterizados obtendo-se para o circuito com resistores integrados um coeficiente de temperatura inferior à 40 ppm/ºC, taxa de variação da saída com a tensão de alimentação próxima de 19 mV/V. O valor da tensão de saída a 50 ºC esteve entre 1,1835 V e 1,2559 V (1,25 V ± 67 mV). Para o circuito sem os resistores integrados, obteve-se um coeficiente de temperatura que chegou à 90 ppm/ºC, taxa de variação da saída com a tensão de alimentação inferior à 28 mV/V. O valor da tensão de saída a 50 ºC esteve entre 1,247 V e 1,2588 V (1,25 V ± 9 mV). A faixa de temperatura utilizada para as medidas foi de -30 ºC a 100 ºC. O consumo de corrente dos circuitos é de aproximadamente 14 µA e seu funcionamento é garantido para tensões de alimentação tão baixas quanto 1,8 V. / This work consists in the design of a CMOS Voltage Reference Source with a temperature coefficient inferior to 50 ppm/ºC. This voltage source should be applied in radio frequency receptor/transmitter but can be also applied in any analog system. The technology employed in the design is the CMOS 0.35 µm from the AMS (Austria Micro Systems) with four metal levels and two poly-silicon levels. The implemented voltage source is of the Bandgap type and uses MOS devices in weak inversion, a parasitic bipolar transistor, and resistors made with high resistive poly-silicon. The circuit produces a PTAT (Proportional to Absolute Temperature) voltage that is added to the bipolar transistor base-emitter voltage to build an output voltage independent of temperature. The project and the drawing of the layout of the circuit had been carried out. The netlists of the circuit were generated from the layout and they were employed in simulations done with the software ELDO and the BSIM3v3 MOS model, in typical, worst speed, and worst power conditions. Through these simulations it was verified that the circuit reached the initial specifications. The value of the output voltage, however, although being next to the desired value of 1.25 V, varied with the employed simulation conditions. Two different Bandgap circuits had been sent to the foundry: a circuit with integrated resistors (dimensions of 220 µm x 76 µm) and another one without the resistors (dimensions of 190 µm x 36 µm). This last one allows, with the adjustment of external resistor values, modifying, if necessary, the operation conditions of the circuit. The circuits had been characterized and the circuit with integrated resistors has a temperature coefficient inferior to 40 ppm/ºC, an output variation rate with the power supply close to 19 mV/V. The output voltage value at 50 ºC is between 1.1835 V and 1.2559 V (1.25 V ± 67 mV). The circuit without the resistors has a temperature coefficient as high as 90 ppm/ºC, an output variation rate with the power supply inferior to 28 mV/V. The output voltage value at 50 ºC is between 1.247 V and 1.2588 V (1.25 V ± 9 mV). The temperature range used in the measurements was from -30 ºC to 100 ºC. The current consumption of the circuits is approximately of 14 µA, and they operate with power supply voltages as low as 1.8 V.

Este trabalho propõe o desenvolvimento de uma metodologia para a verificação circuitos integrados de sinais mistos de uso em sistemas de comunicação que operem em modo simplex. Deseja-se aproveitar as características inversas de recepção e transmissão para otimizar o processo de verificação. Para o desenvolvimento desta metodologia de verificação, teve-se como objetivo estudar metodologias de verificação de circuitos integrados de sinais mistos existentes e sua evolução, as quais têm garantido cada vez mais a funcionalidade de circuitos integrados que são compostos por blocos analógicos e digitais. A metodologia é aplicada a um dos circuitos que compõem um sistema otimizado de transmissão de dados via satélite (Transponder para Satélite). O sistema de transmissão de dados via satélite, foco do trabalho, é composto por receptores, transmissores e conversores analógico digital e um Processador Digital de Sinais - Digital Signal Processing (DSP), todos desenvolvidos em hardware. A metodologia de verificação compreende no desenvolvimento de uma estrutura de verificação capaz de estimular os blocos digitais e analógicos com o objetivo de garantir a funcionalidade de cada um dos componentes do IP Transponder. Em uma etapa seguinte, foi possível estimular o IP Transponder de forma integrada, no que se refere aos os blocos digitais e analógicos, assim como os de transmissão e recepção. Ressalta-se ainda que todo o desenvolvimento foi realizado em alto nível, ou seja, todas as características e propriedades foram observadas utilizando-se somente simuladores para garantir a funcionalidade do circuito integrado de sinais mistos que compõe o IP Transponder para satélite. / This work proposes the development of a verification methodology, used during the verification process of a mixed signal integrated circuit, which represents a communication system operating in simplex mode. In order to optimize the verification process, reverse reception and transmission will be used. With the intention of developing our verification methodology, a study on other methodologies used for the verification of mixed signals integrated circuits and the evolution of such methodologies was carried out. The proposed methodology has been applied in an advanced circuit used to establish data transmission by satellite (Transponder for Satellite). The targeted data transmission system is composed by analog receptor and transmitter, analog to digital converters and a digital signal-processing unit, all developed in hardware. The verification methodology consists of two steps: first, the development of a verification structure that are able to stimulate digital and analog blocks in order to guarantee the functionality of each system component. In a following step, the developed verification environment provides the stimulation for all the Transponder IP (digital and analog blocks), and for transmission and reception blocks as well. The verification process development was performed in high level, meaning all the characteristics and properties has been observed using only simulators with the purpose of guarantee the functionality of the mixed signal integrated circuit that composes the satellite Transponder IP.

Este trabalho consiste no estudo e projeto de circuitos Dual-Modulus Prescaler utilizados em sistemas de comunicação RF (radio frequency). Sistemas de comunicação RF trabalham em bandas de freqüência pré-definidas e dentro destas há, normalmente, vários canais para transmissão. Neste caso, decidido o canal onde se vai trabalhar, o receptor e o transmissor geram, através de um circuito chamado Sintetizador de Freqüências, sinais que têm a freqüência igual a freqüência central do canal utilizado. Esses sinais ou tons são empregados na modulação e demodulação das informações transmitidas ou recebidas. O Sintetizador de Freqüências possui como componentes um oscilador controlável, contadores programáveis, comparadores de fase e um divisor de freqüências chamado Dual-Modulus Prescaler. O funcionamento do Sintetizador é descrito a seguir: o Prescaler recebe um sinal proveniente da saída do oscilador controlável e gera um sinal que tem a freqüência igual a aquela do sinal de entrada dividida por N ou N+1, dependendo do valor lógico de um sinal de controle. O sinal gerado por esse circuito divisor será ainda dividido por contadores e comparado a um sinal de referência externo no comparador de fase. O comparador, por sua vez, gera o sinal de controle do oscilador controlável, aumentando ou reduzindo sua velocidade. Pelo ajuste do número de vezes que o circuito Prescaler divide por N ou N+1, se controla a freqüência da saída do Sintetizador. De todos os circuitos que compõe o Sintetizador de Freqüência, apenas o oscilador controlável e o Prescaler trabalham em altas freqüências (freqüência máxima do sistema) e por conseqüência, a velocidade máxima de trabalho e o consumo de potência do Sintetizador dependerão da performance destes. Neste trabalho se utilizou a técnica Extended True Single Clock Phase para se projetar o Prescaler. O projeto do circuito Prescaler foi realizado na tecnologia CMOS (Complementary Metal Oxide Silicon) 0,35 ?m da AMS [Au03a], que satisfaz as necessidades visadas (banda de trabalho centrada em 2,4 GHz) e tem um custo para prototipagem satisfatório. Vários circuitos foram implementados nesta tecnologia e testados, se obtendo um Prescaler que atinge velocidade de 3,6 GHz, consumo de 1,6 mW para tensão de alimentação de 3,3 V. / This work consists of the study and project of circuits Dual-Modulus Prescaler used in communication systems RF (radio frequency). RF Communication Systems work in predefined frequency bands and inside of them, there are several transmission channels. In this case, once decided the channel where we will work, the receiver and the transmitter generate, through a circuit called Frequency Synthesizer, signs that have the same frequency of the central frequency of the used channel. Those signs or tones are used in the modulation and demodulation of the transmitted or received information. The Frequency Synthesizer possesses as components a controllable oscillator, programmable counters, phase comparator and a frequency divider called Dual-Modulus Prescaler. The Synthesizer operation is described: the Prescaler receives a sign from the oscillator and generates an output signal with frequency equal to the frequency of the input signal divided by N or N+1, depending on the logical value of a control sign. The output of the Prescaler will be divided by other counters and compared with an external reference sign in the phase comparator. That comparator, for its turn, generates a control signal for the oscillator, increasing or reducing its speed. By the adjustment of the number of times that the circuit Prescaler divides for N or N+1, the frequency of Synthesizer output is controlled. From all the blocks that compose the Frequency Synthesizer, only the controllable oscillator and the Prescaler work in high frequencies (the maximum frequency of the system), and, in consequence, the maximum speed and the power consumption of the full Synthesizer will depend on the performance of these two blocks. In this work we applied the technique called Extended True Single Clock Phase to design the Prescaler. The project of the circuit Prescaler used the technology CMOS (Complementary Metal Oxide Silicon) 0.35 ?m of AMS [Au03a]. This technology was used because it satisfies the sought needs (work band centered in 2.4 GHz) and has a satisfactory cost. Several circuits were implemented in this technology and tested and it was obtained a Prescaler which reaches 3.6 GHz, 1.6 mW power consumption with power supply of 3.3 V.

Orientador: Alberto Martins Jorge / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-01T07:57:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BiazonFilho_AlcinoJose_M.pdf: 4380355 bytes, checksum: 6354c6bb7cf99462cb4afbe81c217d0e (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Neste trabalho desenvolvemos uma porta universal em lógica temária através da álgebra de Post, utilizando-se dela pudemos desenvolver alguns circuitos conhecidos da lógica binária como Flip-Flops e Somadores. Esses circuitos foram simulados em SPICE e seu Lay-Out desenvolvido utilizando-se ferramentas como Tanner e L YS, para a construção de um circuito Integrado utilizamos uma Foundry que já conhecíamos e que possuía uma grande confiabilidade que foi a AMS CYE em 0.8 um. Para os testes dos circuitos construídos utilizamos as instalações do Laboratório de Medidas (DEMICIUNICAMP) com seus equipamentos ligados via GPIB e desenvolvemos instrumentos virtuais (Y.I.) via Labview que pudessem controlar esses equipamentos e gerar alguns sinais necessários para a obtenção destas medidas. Comprovamos durante os testes a viabilidade das portas Topo (deslocador temário), Alfatopo (mínimo entre duas variáveis temárias, deslocada de um nível lógico) e do flip-flop (com o funcionamento idêntico ao tradicional tipo D) temário / Abstract: In this work we developed a universal gate in temary logic through Post algebra; using this gate we could develop some well known circuits from binary logic like Flip-Flops and Adders. These circuits were simulated using Spice and the Lay-Out was developed using tools like Tanner and L YS; to construct the integrated circuit we use a foundry that we already knew as reliable, that was the AMS CYE, in 0.8 um. To test the circuits we used the facilities ofthe Measurement Laboratory (DEMICIUNICAMP) and the equipment's were Jinked via GPIB; we developed virtual instrumentation (Y.I.) using Labview to control these equipment's and generate some necessary signals to obtain the final results. We proved during this tests the viability of the gates Topo (Temary shifter), Alfatopo (minimum among two temary variables, shifted in one logic leveI) and Flip-flop (identical oftraditional type D) temary / Mestrado / Eletrônica e Microeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

En esta tesis se presenta el análisis de paralelismo en sus diferentes niveles para una Sistema en Chip que consta de múltiples procesadores y una memoria de almacenamiento de datos de alta densidad. El objetivo es utilizar el paralelismo como una estrategia para reducir el consumo de energía de las arquitecturas de cómputo VLSI. En particular, se describe la aplicación de técnicas de paralelismo en una arquitectura de reconocimiento automático de voz y su integración en el sistema mencionado implementado en una tecnología CMOS de 55nm. Se describe la aplicación del paralelismo a nivel micro-arquitectura y a nivel de Sistema y se analiza el punto óptimo de paralelismo para obtener una arquitectura de cómputo eficiente desde el punto de vista de tiempo de procesamiento y consumo de energía. / In this thesis an analysis of data parallelism implemented in a System on Chip that integrates multiple processing cores and a high density memory is presented. The aim of this work is to optimally utilize dfferent levels of spatial parallelism as a strategy to reduce energy consumption of the whole architecture. The core chosen for this work is an automatic speech recognition architecture integrated in the mentioned System and implemented in a technology CMOS node of 55 nm. Parallelism is included at the microarchitecture level and also at the multiple core chip level. An analysis of the optimal point of the applied parallelism that provides an architecture that minimizes both the energy consumption and the processing time simultaneously is presented.

Orientador: José Antonio Siqueira Dias / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T02:05:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guimaraes_HomeroLuz_D.pdf: 8320554 bytes, checksum: cbec86ea8c9ee3ad275baa5f37860192 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Os experimentos em Física de alta energia tem se beneficiado enormemente do progresso alcançado na área de Microeletrônica, pois isto tem proporcionado a criação de detectores mais acurados e circuitos de processamento de sinais analógico/digitais cada vez mais rápidos e precisos. A redução no comprimento mínimo de canal dos processos CMOS além de proporcionar maior velocidade e precisão também reduz a área usada por cada canal, o que permite a implementação de mais canais numa mesma pastilha. Com um numero maior de canais por pastilha, com um mesmo numero de chips podemos programar um numero maior de canais do que anteriormente possível e com isso os físicos podem realizar uma reconstrução da trajetória de maneira mais precisa. Este Trabalho descreve uma proposta para o Trigger de nível zero baseando-se nas especificações disponíveis do Experimento Dzero no Fermi National Accelerator Laboraty (FERMILAB). Este trabalho descreve o projeto e implementação de um front-end analógico que detecta a carga provida pelo VLPC (detector luminoso usado no Dzero) seguida por um comparador de alta velocidade que fornece um nível lógico para um processador digital. O processador digital por sua vez usa uma arquitetura de processadores paralelos que, comunicando-se entre si são capazes de estimar a trajetória de partículas baseando-se em dados inicias programados a partir de simulações do detector feitas em computadores pelos Físicos. Tanto o bloco analógico quanto o processador digital foram implementados usando-se o processo CMOS90 da IBM / Abstract: The experiments in high-energy physics has benefited greatly from the progress made in the area of Microelectronics, since it has provided the creation of more accurate detectors and analog / digital signal processing circuits that are increasingly fast and accurate. The reduction in the minimum length of the channel in modern CMOS processes while providing greater speed and precision also reduces the area used by each channel, which enables the implementation of more channels on the same chip. With a larger number of channels per chip, we can with the same number of chips implement a larger number of channels than previously possible and with that physicists can perform a reconstruction of the trajectory more accurately. This work describes a proposal for a Trigger level zero based on the available specifications of the DZero experiment at the Fermi National Accelerator Laboraty (FERMILAB). In the following pages the design and implementation of an analog front-end that detects the charge provided by the VLPC detector followed by a high-speed comparator that provides a logical level to a digital processor are described. The digital processor in turn uses an architecture of parallel processors that communicate with each other are able in order to estimate the trajectory of particles based on initial data loaded in RAM based on simulations of the detector geometry made by physicists. Both the analog block and the digital processor are implemented using the IBM CMOS90 process / Doutorado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Fabrício Guimarães Baptista / Banca: Marcelo Nicoletti Franchin / Banca: Paulo Sergio da Silva / Banca: José Guilherme Magalini Santos Decanini / Banca: Mário Anderson de Oliveira / Resumo: Os diafragmas piezelétricos são componentes eletrônicos de baixo custo utilizados em diversas aplicações. Seu uso mais comum é como transdutor de áudio e, nesse tipo de aplicação, é mais comumente conhecido como buzzer. Nos últimos anos, a utilização desses componentes em estudos científicos avançados tem aumentado bastante, e uma das áreas que tem merecido destaque é a dos sistemas de Monitoramento de Integridade Estrutural - Structural Health Monitoring (SHM) - baseados na técnica da impedância eletromecânica (E/M). Esse tipo de aplicação tem recebido uma atenção especial por se basear no uso de transdutores piezelétricos pequenos e leves minimamente invasivos à estrutura monitorada. Portanto, tomando como base o crescente interesse por esses componentes, é proposto neste estudo um circuito eletromecânico equivalente básico que relacione as propriedades elétricas dos diafragmas piezelétricos com as propriedades mecânicas da estrutura monitorada por meio da impedância elétrica. Essa relação é baseada no efeito piezelétrico, que proporciona um acoplamento eletromecânico com a estrutura monitorada e, portanto, permite avaliar as condições mecânicas da estrutura a partir das propriedades elétricas do transdutor. A estrutura utilizada no estudo foi uma barra de alumínio com dimensões de 500 mm x 38,10 mm x 3,18 mm, tipicamente utilizada em laboratórios, e diafragmas com espessuras da ordem de uma fração de milímetro. Nessas condições, o modo de vibração principal pode ser ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Piezoelectric diaphragms are inexpensive electronic components used in a variety of applications. Its most common use is as an audio transducer and, in this type of application, it is commonly known as "buzzer". In recent years, the use of these components in advanced scientific studies has increased significantly, and one of the areas that has received special mention is the Structural Health Monitoring (SHM) systems based on electromechanical impedance (EMI). This type of application has received special attention because it is based on the use of small and lightweight piezoelectric transducers minimally invasive to the monitored structure. Therefore, based on the growing interest in these components, a basic equivalent electromechanical circuit is proposed in this study that relates the electrical properties of the piezoelectric diaphragms to the mechanical properties of the monitored structure through the electrical impedance. This relationship is based on the piezoelectric effect, which provides an electromechanical coupling with the monitored structure and, therefore, allows to evaluate the mechanical conditions of the structure from the electrical properties of the transducer. The structure used in the study was an aluminum bar with dimensions of 500 mm x 38.10 mm x 3.18 mm, typically used in laboratories, and diaphragms with thicknesses of the order of a fraction of millimeter. Under these conditions, the main vibration mode can be considered in the longitudinal ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor