Este trabalho apresenta a proposta e o estudo de um novo sistema de comunicação, denominado "QFM" pelo autor, em resposta a um esforço no sentido de viabilizar a transmissão de dois sinais modulados em freqüência, num único canal, conservando-se mesma banda. Trata-se de um sistema hábil em transmitir dois sinais independentes, contendo modulação em freqüência, mantendo-se inalterada a largura de faixa que o sistema FM mono-mensagem convencional ocuparia. A abordagem apresentada é predominantemente funcional, embora sejam quantificados certos parâmetros e índices de qualidade. São feitas inúmeras análises especulativas sobre o novo sistema, e análises comparativas ao FM. Apresenta-se em apêndices revisão formal das modulações angular e linear, com ênfase na multiplexação com portadoras em quadratura (QAM), por serem estes assuntos amplamente explorados. A nova técnica está alicerçada no estudo das características de quadratura do sinal FM, tanto quanto em análises morfológicas dos termos que o constituem. Especial enfoque é dado ao domínio do tempo. São apresentados diagramas de blocos do transmissor e do receptor QFM, bem como a explicação detalhada de cada etapa. Apresenta-se, também, o programa simulador QFM (simulação digital), com alguns casos analisados. Por fim, são apresentadas conclusões contendo apreciações, críticas, aplicações e sugestões ao novo sistema.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T01:54:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 241190.pdf: 3505797 bytes, checksum: fb22df3961f4db9e5b39b576efb6d9f2 (MD5) / A reconstrução com super-resolução (SRR) de imagens consiste basicamente em combinar diversas imagens de baixa-resolução de uma mesma cena para formar uma imagem com resolução mais alta. Para isso, a posição relativa entre as imagens precisa ser geralmente estimada (registro). As principais características dessa técnica são a elevada sensibilidade a erros de registro, a dificuldade de modelagem dos sinais de imagem, o mau condicionamento do problema de SRR, e o elevado custo computacional. Dentre os algoritmos existentes na literatura, o LMS-SRR oferece grande vantagem computacional, uma qualidade importante para processamento em tempo-real. Entretanto, algoritmos adaptativos como os da família LMS carecem de modelos teóricos de comportamento quando aplicados a SRR, um requisito para que seus parâmetros possam ser projetados de forma eficiente. Neste trabalho, um modelo analítico para o comportamento estocástico do LMS-SRR é proposto. Equações recursivas são derivadas para os erros médio e quadrático médio de reconstrução, como funções dos erros de registro. Diretrizes específicas para o projeto dos parâmetros do algoritmo são propostas. Importantes conclusões acerca do efeito do passo de convergência no desempenho do algoritmo são apresentadas. Por fim, contrário ao que é tradicionalmente assumido em SRR, é mostrado que um nível moderado de erro de registro pode ser benéfico ao desempenho do algoritmo, dependendo da implementação. Nesses casos, os erros de registro podem contribuir para a redução da complexidade computacional, evitando a necessidade de um termo de regularização.

Orientador: João Marcos Travassos Romano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-21T17:51:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_JoseCarlosJulianode_M.pdf: 5847748 bytes, checksum: f65394d5ca76b21648cd387d66515e3b (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Esta tese se dedica ao estudo de duas arquiteturas de processamento analógico, em malha aberta, do sinal da fotocorrente produzida por um interferômetro de Sagnac a fibra óptica, visando detectar e demodular a taxa de rotação medida pelo sensor. A arquitetura fundamentada na conversão de freqüências e chaveamento síncrono do sinal modulado foi implementada e apresentou, como faixa dinâmica e precisão do fator de escala das medidas, 92 dB e ± 100 ppm, respectivamente. Sob os pontos de vista teórico e prático, a segunda arquitetura de demodulação investigada, utilizando chaveamento e integração síncronos do sinal modulado, apresenta vantagens potenciais em relação à flexibilidade de implementação, faixa dinâmica e precisão do fator de escala das medidas. Este trabalho assegurou os fundamentos teóricos para implementações futuras mais elaboradas de ambas as versões de demoduladores em sistemas de navegação inercial da classe strap-down / Abstract: This thesis addresses two open loop signal processing architectures for demodulating the photocurrent of an optical fiber Sagnac interferometer, in order to extract the rotation rate measured by the sensor. An architecture based on frequency conversion and synchronous switching of the modulated signal has been designed and provided 92 dB and ± 100 ppm, of dynamic range and scale factor stability, respectively. According to the theoretical and practical points of view, the architecture based on synchronous switching and integration of the modulated signal presents potential advantages in respect of its design, dynamic range and scale factor as well. This work has assured the theoretical background for the development of optimized versions of both demodulators, applicable to strap-down inertial navigation systems / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Evandro Conforti, Aldario Chrestiani Bordonalli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-23T18:01:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DomingosNeto_Adriano_M.pdf: 2092161 bytes, checksum: 2391c136c8cc8f682ef43ba978dd7571 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Nesta tese, no primeiro experimento, foi obtido o sinal de batimento a partir dos sinais ópticos de dois lasers de cavidade externa (um sintonizável e outro não sintonizável) misturados no fotodetetor. O laser 2 gera um sinal óptico de ?2 = 1,5416 µm enquanto que o laser 1 gera um sinal óptico de ?1 = 1,5496 µm. Para prevenir reflexões do sinal óptico ao laser são colocados isoladores ópticos. O comprimento de onda ?1 foi controlado através do controle de temperatura da cavidade externa do laser 1. A sintonia de ?2 foi realizada mecanicamente. Os dois sinais sofrem ajuste do estado de polarização (SOP) através dos polarizadores 1 e 2 colocados nos percursos dos dois sinais. Devido a menor pureza espectral do sinal do laser 1, o seu sinal passa pelo filtro óptico antes que os dois sinais (k\ e X2) sejam juntados peio acoplador direcional. Os sinais saídos do acoplador direciona! são misturados e detectados pelo fotodetetor cujo sinal de saída na freqüência de diferença (sinal de batimento), ¿ ¿ 1,28 GHz, é apresentado no analisador de espectro. Em outra saída, antes do fotodetetor, o sinal óptico pode ser conectado ao analisador de espectro óptico. Maior resolução da aproximação entre os espectros dos dois sinais ópticos, é conseguida usando o interferômetro Fabry-Perot. Na segunda parte desta tese comprovam-se, experimentalmente, as propriedades não lineares do amplificador óptico semicondutor (SOA) que, além de proporcionar amplificação para os sinais que se propagam pela fibra (> 10 dB), produz, devido a suas características não-lineares, a mistura de duas portadoras ópticas, distantes de 8 nm. O laser 1 do transmissor óptico (TO) foi diretamente modulado com um sinal de modulação na freqüência ¿TO = 250 MHz. Ao laser 2 do oscilador local (LO) foi imposta a modulação externa através do modulador Mach-Zehnder (MZ) na freqüência de modulação ¿LO = 400 MHz. O sinal, com as freqüências de modulação e componentes de intermodulação resultantes dessas freqüências (fw = 400 MHz, ¿ro = 250 MHz, ¿iF = ¿w - ¿ro = 150 MHz, ¿s = ¿w + ¿ro = 650 MHz, ¿s = ¿r - ¿iF = 500 MHz), é detectado na saída pelo fotodetetor e apresentado no analisador de espectro elétrico. Alternativamente o sinal de saída do SOA pode ser conectado ao analisador de espectro óptico antes de conectar o sinal óptico ao fotodetetor. Na seqüência, comprovam-se, experimentalmente, a mistura de duas portadoras ópticas, distantes de 8 nm e moduladas em ¿ro = VOO MHz e ¿w = 1 GHz. Após filtragem de uma das portadoras e detecção, o sinal detectado apresenta as freqüências ¿w = 1 GHz, fro = 700 MHz, ¿iF = ¿w - ¿TO = 300MHz, ¿s = ¿w+ ¿m= U GHz, f5 = & - ¿iF = 1,4 GHz. Note-se que a freqüência de /, = 1,7 GHz efs = 1,4 GHz encontram-se na faixa de microonda, o que prova ser possível a geração de sinais de microonda empregando amplificadores ópticos semicondutores. Nos dois experimentos os resultados obtidos concordam com a previsão teórica / Abstract: Recently, the development of techniques that allow optical transmission and generation of microwave and millimetre-wave signals have received significant attention, mainly due to the fact that considerably low-noise optical wavelenght-division multiplexed systems are available to transmit large amounts of data throughout many points interconnected by optical fibre before antenna radiation, improving overall system noise figure. Many techniques for transmission and reception in these systems require complex and costly schemes to achieve reasonable performance. In this work, a technique for microwave and, potentially, millimetre-wave generation, using commercially available devices, is proposed. Basically, a simple coherent-type system uses the cross-gain saturation property of semiconductor optical amplifiers to mix the fundamental and harmonic frequencies of a modulated local oscillator laser signal with those of an also modulated incoming optical carrier. By carefully choosing the optical signal modulation frequencies, components at the sum and difference frequencies can be observed within the microwave bandwidth after photodetection. This work demonstrates experimentally that the semiconductor optical amplifier cross-gain property can be used in the mixing of two 8-nm spaced modulated optical carriers. In a first experiment, the mixing property was investigated for one and two optical amplifiers. It was observed a superior performance for the two-amplifier set-up, since the detected sum and difference components, at 650 and 150 MHz, respectively, had a 20 dB power level gain in relation to the one amplifier application. The experiment was then repeated with different optical signal modulation frequencies and resulted in 1,7 GHz and 300 MHz for the sum and difference frequencies, respectively, despite the low power level for these components, mainly due to technical limitations / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador : Amauri Lopes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T22:14:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alves_CarlosAntonio_D.pdf: 2279301 bytes, checksum: 64c39ed5268190d16fc354802241711d (MD5) Previous issue date: 2004 / Doutorado

Orientador: Amauri Lopes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica, Departamento de Comunicações / Made available in DSpace on 2018-07-20T04:49:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lemos_RodrigoPinto_M.pdf: 4789381 bytes, checksum: 77ad429b8da1357b123ef0b27aefbf47 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Este trabalho estuda a aplicação de predição linear forward-backward para a detecção de freqüências em meio ruidoso. Aqui é detalhada a estrutura de subespaços de sinal e de ruído, associada aos dados, através da decomposição em valores singulares, buscando compreender a extensão da atuação ruidosa, de forma a reduzi-Ia à mínima possível. Estudamos comparativamente a resposta de amplitude e a derivada da resposta de fase do filtro de erro de predição como meios de estimar as freqüências do sinal. Mostramos que a derivada da fase fornece uma alternativa competitiva com as técnicas conhecidas. Analisamos ainda a solução da equação normal de predição linear pelos critérios de mínimos quadrados e de mínimos quadrados totais. Este último permitiu desenvolver um novo -método de detecção, utilizando a predição linear forward-backward'- Estabelecemos comparações e terminamos com a apresentação de resultados de simulações minuciosas que mostraram o excelente desempenho do novo método e trouxeram à luz detalhes ainda não explorados do desempenho do método FBLP Modificado, proposto por Tufts e Kumaresan / Mestrado / Eletronica e Comunicações / Mestre em Engenharia Elétrica

Este trabalho apresenta um estudo sobre técnicas para detecção de variações em sequências temporais de imagens de Radar de Abertura Sintética (SAR). Apresentam-se os aspectos relevantes das características de imagens SAR e do processo de interferometria. Analisa-se o Mapa Coerência entre duas imagens, salientando-se suas peculiaridades e características na detecção de variações entre duas imagens SAR. São dados exemplos de estimação de Mapas Coerência entre imagens SAR de sensores orbitais e aerotransportados. Propõe-se uma nova técnica para detecção de variações em sequências de imagens SAR baseada no conceito de entropia, da Teoria de Informação. Esta técnica gera uma Imagem Entropia que é analisada e comparada com o Mapa Coerência. Define-se também a Imagem Entropia para um número qualquer de imagens SAR. São dados exemplos de Imagens Entropia entre imagens SAR de sensores orbitais e aerotransportados. Mostra-se que a Imagem Entropia pode ser estimada com mais precisão que o Mapa Coerência quando são utilizadas pequenas janelas de estimação (poucas amostras). Utilizando-se simulações e imagens SAR reais, mostra-se que a Imagem Entropia é mais sensível que o Mapa Coerência nas regiões com altos valores de coerência. Nas simulações utiliza-se um método, também proposto neste trabalho, para geração de imagens SAR com coerência controlada. Propõe-se ainda a formação de uma imagem composta, onde utilizam-se as vantagens da Imagem Entropia e do Mapa Coerência na sua formação.

Este trabalho estuda uma nova técnica para demodulação de sinal de giroscópio a fibra óptica (GFO), baseada nas características da dependência temporal do sinal de saída em relação à velocidade angular. Esta técnica permite transformar o problema de se detectar a diferença de fase de Sagnac, que é proporcional à velocidade de rotação a que é submetido o giroscópio, na medida de diferença de intervalos de tempos determinados pelos pontos de cruzamento de zero do sinal. Um método de demodulação analógica do sinal foi desenvolvido e permitiu a implementação de um circuito demodulador simples e de baixo custo utilizado para equipar o primeiro protótipo de GFO autocontido do Brasil, desenvolvido no Instituto de Estudos Avançados de Centro Técnico Aeroespacial. São apresentados resultados comparativos com a técnica de demodulação usual, que utiliza amplificadores tipo Lock-in, que mostram a capacidade de se medir diferenças de fase de Sagnac menores que 10 mrad, as quais representam rotações menores que 1o/h para o protótipo implementado. São apresentados também resultados de ensaio em vôo realizado em helicóptero da Força Aérea Brasileira que revelam um desempenho superior do GFO em relação ao girômetro mecânico de aferição, pertencente à instrumentação de ensaio da aeronave.

Este trabalho apresenta a concepção, desenvolvimento e integração de um sistema de integração binocular para rastreamento binocular auxiliado por uma estratégia de atenção que permite selecionar regiões específicas da imagem para rastreamento. Múltiplas regiões são segmentadas sem o conhecimento do conteúdo da cena mediante detecção monocular de movimento no plano de imagem. Pontos detectados são agrupados em alvos cujo interesse para fins de rastreamento é avaliado por função de atenção. Observou-se que o emprego de imagens foveadas reduz consideravelmente a carga computacional requerida pelo processo de segmentação. Atributos de cada alvo são extraídos para emprego na função de atenção, que determina o valor de interesse dos alvos. A função de atenção proposta é a base da estratégia de atenção e resulta na seleção do alvo com maior valor de interesse. Os atributos empregados são a disparidade binocular, o número de pixels do alvo, sua densidade e velocidade no plano de imagem e a duração de sua ocorrência ao longo das imagens. Incertezas nos atributos são desconsideradas pela função de atenção. Os movimentos da cabeça de visão onde o sistema foi implementado consistem em movimentos balísticos, sacádicos e de perseguição suave nos eixos de elevação, e vergências assimétricas. A ativação destes movimentos é definida levando-se em conta características de desempenho do aparato visual antropomórfico. Avaliou-se o desempenho do sistema tanto no rastreamento de diversos alvos rígidos movendo-se em translação de forma controlada contra um fundo estático de textura não homogênea quanto no de uma pessoa deslocand-se e originando múltiplos alvos não rígidos que violam a restrição de translação pura. Os resultados para o primeiro caso demonstraram a manutenção dos alvos rígidos dentro do campo visual de ambas as câmeras. Já os resultados para o segundo caso demonstraram menor robustez a distorções nos padrões de cinza causadas pelo movimento de rotação e de mudança de escala, o que provoca chaveamento excessivo da atenção do sistema. Isto reflete as limitações do poder computacional empregado, uma vez que há grande dificuldade em limitar o movimento entre quadros da pessoa sendo rastreada.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T07:27:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 279959.pdf: 4652319 bytes, checksum: 9ce7ec58078ff76b0f9d387b40b95291 (MD5) / Neste trabalho aplicou-se um método experimental aqui denominado vibroacústico para detecção de vazamentos em redes de tubulações para aplicações na indústria de petróleo e gás. Para isso, foi construída uma bancada experimental de forma que a mesma pudesse reproduzir adequadamente um vazamento de petróleo ou gás, de acordo com a realidade industrial. Projetou-se uma seção de duto de aço com 2 m de comprimento, 0.1 m de diâmetro interno, com espessura da parede de 5,7 mm e 5 placas com furos de diâmetros: 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm e uma fenda de 0,5mm x 30mm, que eram parafusadas sobre uma janela na parede do duto para os ensaios de vazamento. Neste contexto, foram analisados sinais de vibração obtidos de um acelerômetro piezoelétrico sob diferentes condições operacionais de vazamento de ar comprimido, água e óleo de soja. Também foram analisadas vibrações produzidas em situações de não vazamento na seção de duto. Constatou-se que, para os ensaios de vazamento, picos característicos da despressurização foram encontrados no espectro de frequências obtido pela Transformada Discreta de Fourier (TDF) aplicada ao sinal gerado para os três fluidos utilizados. Tais picos não foram observados nos experimentos que consistiram em situações de não vazamento. Estes resultados indicaram que é possível distinguir, no espectro de frequências do sinal, um evento de vazamento de um evento de não vazamento. Outros estudos foram realizados com Redes Neurais Artificiais (RNA`s) que foram treinadas com sinais de vazamento e não vazamento provenientes do acelerômetro piezoelétrico, mostrando resultados relevantes para a aplicação deste método na identificação de vazamentos em redes de dutos. A arquitetura das redes neurais treinadas e validadas é do tipo feedforward multicamadas (multilayer feedforward networks) que utiliza o algoritmo de aprendizado backpropagation (ajusta automaticamente os pesos) na etapa de treinamento. Para a RNA treinada com 40 dados na camada de entrada foi possível detectar 100% dos vazamentos e 97% dos eventos de não vazamento. Portanto, o método aqui introduzido se mostrou promissor para a detecção de vazamentos em dutos de petróleo e gás. / In this work was applied an experimental method vibroacoustic for leak detection in networks of pipes for applications in the oil and gas industry. Thus, was constructed a scale experimental of a pipeline so that it adequately represents a leak of oil or gas, according to the industrial reality. It was designed a section of pipeline steel with 2 m long, 0.1 m inside diameter, with wall thickness of 5.7 mm and 5 plates with diameter holes: 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm and a gap of 0.5 mm x 30mm, they were screwed on a window in the wall of the pipe to leak tests. Thus were analyzed the vibration signals obtained from a piezoelectric accelerometer under various operating conditions of an air leakage, of a water and soybean oil. We also analyzed vibration of not leak in the section of pipeline. It was found that for tests of leak, characteristic peaks of the depressurization were found in the frequency spectrum obtained by Discrete Fourier Transform (DFT) applied to the signal generated for the three fluids used. These peaks were not observed in experiments that consisted in simulating of not leak. These results indicated that it is possible to distinguish in the frequencies spectrum of signal an event of a leak of an event not leak. Other studies were performed using Artificial Neural Networks (ANNs) who have been trained with signs of leak and not leak from a piezoeletric accelerometer showing results relevant to the application of this method in the operation of pipeline networks. The architecture of neural networks trained and validated is the type multilayer feedforward (multilayer feedforward networks) using the backpropagation learning algorithm (automatically adjusts the weights) in the training stage. To the trained ANN with 40 data in the input layer was possible to detect 100% of the leaks and 97% of events with no leak. Therefore, the method introduced has shown promising for detecting leaks in oil and gas pipelines.