A análise acústica da voz tem sido estudada em diversas áreas e com uma diversidade muito grande de técnicas. Cada um dos métodos possui pontos fortes e fracos na análise do sinal da voz, conseguindo assim extrair as características do sinal vocal. Na análise acústica convencional, baseada na transformada de Fourier, os softwares disponíveis apresentam de forma robusta a frequência fundamental, porém outras medidas importantes como o jitter e o shimmer são apresentadas apenas como um valor total de perturbação do sinal global. Este trabalho tem como objetivo a utilização da Transformada de Wavelet Discreta como ferramenta para análise do sinal e então extração de características da voz, considerando sinais com diferentes graus de periodicidade. Este trabalho apresentará além da busca da frequência fundamental, as perturbações do jitter e shimmer ao longo do sinal da mesma. Isto é importante para que a avaliação da voz possa ser feita observando o exato instante em que as perturbações ocorrem de modo que auxilie no entendimento da dinâmica de uma possível disfonia.

Os projetistas de sistemas digitais por várias décadas se preocupavam somente com redução de área e aumento de desempenho ligado ao tempo de ciclo. Devido a alta integração da tecnologia VLSI onde a elevada dissipação de potência é prejudicial, a alta demanda por eletrônica móvel e também o aumento do custo de energia. Os projetistas dos sistemas digitais síncronos contemporâneos começaram a se preocupar com a potência consumida em seus projetos. Nas duas ultimas décadas, diferentes técnicas foram propostas para redução da potência consumida nas várias etapas do projeto digital. Na etapa de síntese lógica, duas técnicas voltadas para máquinas de estado finito (MEF) modelo Moore (controladores síncronos) tiveram resultados interessantes. Na primeira, o relógio é inibido quando a MEF encontra uma auto-transição. E a segunda, implementa MEF com flip-flops que operam nas duas bordas do relógio (double-edge triggered - DET-FF). Elementos de memória DET-FF não estão disponíveis em bibliotecas básicas standard cell e não são usados nas macro-células dos dispositivos programáveis. Projetos propostos de DET-FF ocupam maior área e consomem maior energia, quando comparados com os flip-flops convencionais (single-edge triggered - SET-FF). Esta tese propõe um método de assinalamento de estados e uma arquitetura alvo para MEF modelo Moore que inibe o relógio nas auto-transições e opera nas duas bordas do sinal de relógio. Permitindo a MEF operar com a metade da freqüência, mas potencialmente com o mesmo tempo de latência. O algoritmo de assinalamento de estado proposto particiona as variáveis de estado possibilitando somente o uso de elementos de memória SET-FF. Foi desenvolvida uma ferramenta de síntese que incorpora as propostas da arquitetura alvo e do algoritmo de assinalamento de estados. Ela foi aplicada em um conjunto de vinte benchmarks onde se constatou uma penalidade em área de 4 % de 7,04% em portas e uma redução de 27,05% em potência consumida.

Esta dissertação apresenta o estudo de metodologias de leitura e condicionamento de sinal de matrizes de fotodetectores a poços quânticos (QWIP-FPA) utilizando circuitos integrados dedicados a base de silício. Dispositivos híbridos como QWIP-FPAs apresentam uma série de particularidades que influenciam o seu desempenho, tais como, estabilidade da tensão de polarização dos fotodetectores, capacitâncias parasitas decorrentes dos PADs de hibridização (QWIP-ROIC) e elevados níveis de corrente de escuro. Uma arquitetura de ROIC ainda não verificada na literatura é proposta, na qual um circuito de célula unitária é projetado para ler, amplificar, fornecer uma tensão de polarização estável para o QWIP, diminuir a influência da capacitância do PAD de hibridização e subtrair a corrente de escuro do detetor, entre outras funcionalidades. A célula unitária foi simulada utilizando-se a ferramenta computacional Mentor Graphics, tecnologia AMS, 0.35?m, 3.3V. Os resultados mostram a possibilidade de se subtrair correntes de escuro geradas pelos QWIPs, realizar a integração da fotocorrente mantendo boa linearidade em uma faixa de operação de 10.2nA de fotocorrente bem como garantir tensões de polarizações estáveis, com variação menor que 0.4 mV para toda a faixa de operação. O circuito foi prototipado com financiamento do projeto PMU-FAPESP, pela Austriamicrosystems. Resultados experimentais preliminares apresentam grande coerência com as simulações, indicando grande potencial para implementação de um ROIC completo utilizando a célula unitária projetada.

Este trabalho consiste no desenvolvimento de uma rede de comunicação sem fio para o monitoramento remoto de alguns dados relevantes ao projeto Hidroaer, que compreende o diagnóstico preciso do uso da água em uma planta aeroportuária, a partir do monitoramento remoto do consumo, além do teste de metodologias de uso eficiente da água, incluindo o reuso. Várias tecnologias de transmissão sem fio foram analisadas, com a conclusão de que o padrão ZigBee, baseado no padrão IEEE 802.15.4 era o ideal para a aplicação em questão. Com isso, um módulo ZigBee foi desenvolvido e fabricado, contendo todos os requisitos para o projeto Hidroaer e a rede piloto foi instalada em um conjunto de sanitários no Aeroporto Internacional de São Paulo. A rede monitora parâmetros como o consumo de água em diversos pontos de interesse, assim como o número de pessoas que acionaram cada lavatório, mictório e válvula de descarga do conjunto de sanitários escolhido. A contagem de pessoas que entraram em cada sanitário também é realizada. De posse de todos estes dados, fica claro que um estudo logístico completo poderá ser feito, onde dados como consumo médio de água por pessoa, perfil de consumo em determinadas épocas, prováveis vazamentos e várias outras observações serão realizadas, podendo servir de base para um controle efetivo do consumo de água, gerando economias consideráveis. Este trabalho então detalha todo o desenvolvimento e fabricação do módulo ZigBee, assim como a implantação da rede no conjunto de sanitários localizados na Asa D do Aeroporto Internacional de São Paulo.

A simulação possibilita a realização de uma análise detalhada de Redes de Sensores Sem Fio (RSSFs) de forma rápida e econômica, tornando-se uma importante opção para estudo destas redes. Apesar do grande número de simuladores de RSSFs disponíveis, cada um deles foi projetado para atender necessidades específicas de seus criadores. Por causa dos aspectos singulares das RSSFs, os modelos existentes nos simuladores podem não ser precisos e completos para todas as áreas de simulação de RSSFs, como por exemplo, análise de escalabilidade, modelo de mobilidade, ambiente físico, consumo de energia e codições de tempo. Adicionalmente, a integração entre esses simuladores geralmente é pequena ou inexistente. Nesse contexto, este trabalho apresenta uma forma de modelagem abstrata de cenários de simulação de RSSFs, permitindo que um modelo de dados de configuração de simulação seja compartilhado por mais de um simulador, viabilizando a integração entre eles. A avaliação do modelo de dados proposto foi feita através do desenvolvimento de uma aplicação real, onde o modelo de dados foi compartilhado por dois simuladores, que utilizaram um modelo de cenários e produziram adequadamente seus respectivos resultados de simulação.

Este trabalho tem por finalidade executar Simulação Numérica, Projeto, Fabricação, Experimentos e Medidas em estruturas de cobre unidimensionais do tipo Split-Ring Resonator e Wires dispostas em Placas de Circuito Impresso (PCI) intercaladas, conhecidas como Left-Handed Metamaterial (LHM) com prospecção à Tecnologia Furtiva em banda X. Inicialmente, foram realizadas simulações em uma célula unitária com nova geometria, bem como o substrato envolvido, ou seja, uma inclusão do tipo Duplo Split-Ring Resonator de forma Triangular Equilátera (DSRRTE) ou inclusão fractal e logo após, simulações foram concretizadas em estruturas maiores, denominadas de bulk. Cada bulk é composto de dez placas, sendo que cada placa tem uma matriz de 7 x 7 DSRRTEs, e em conjunção com dez placas wires, sendo que cada placa tem uma matriz de 7 x 7 wires. Analogamente, foi realizada simulação num bulk com inclusão circular composto de dez placas, sendo que cada placa com uma matriz 7 x 7 Duplo Split-Ring Resonator Circular (DSRRC), e em conjunção com dez placas wires, análogo ao bulk triangular. No que tange ao substrato utilizado nos bulks, foi utilizado o Politetrafluoroethylene (PTFE) com fibra de vidro ao invés do Flame Retartdant 4 (FR4). Na simulação numérica, foi usado o software comercial CST Microwave Studio, que está baseado na Técnica de Integração Finita (TIF) como um esquema consistente de discretização das Equações de Maxwell em sua forma integral. Em complemento, as tarefas pertinentes às simulações numéricas, arranjos experimentais e medidas eletromagnéticas em espaço livre foram realizadas com ênfase na técnica de calibração Gated-Reflect-Line (GRL) sob um plano de incidência normal. As respostas eletromagnéticas coletadas ao longo da Banda X foram analisadas em termos dos coeficientes de Reflexão (S11) e Transmissão (S21) das Estruturas Sob Teste (EST). Por fim, os dados relevantes extraídos da inclusão proposta (DSRRTE), sugerem estudos propectivos à aplicabilidade de LHM em pesquisas envolvendo tecnologia furtiva.

Atualmente, o setor produtivo vem impulsionando o interesse da comunidade científica no estudo das técnicas de transmissão/reflexão (T/R) para a caracterização de propriedades eletromagnéticas de amostras sólidas de materiais em amplas faixas de frequências. Tais propriedades são aplicáveis, por exemplo, no desenvolvimento de projetos de circuitos de micro-ondas, estudos biológicos e de materiais absorvedores de radiação eletromagnética. Neste contexto, este trabalho tem por objetivo o estudo do algoritmo de Nicolson-Ross-Weir (NRW), que associa os parâmetros de espalhamento, medidos com o auxílio de Analisadores de Redes Vetoriais (VNA), com os valores de permissividade e permeabilidade relativas complexas para amostras toroidais inseridas dentro de linhas coaxiais de ar. A metodologia de estudo consiste na implementação de uma rotina NRW computacional, desenvolvida em ambiente VEE 8.0, e validada por meio de comparação de seus resultados com aqueles obtidos de programas comerciais. O programa Agilent Co. foi empregado na extração de permissividade e permeabilidade complexas relativas para uma amostra experimental de Ferrita Mn-Mg, estudada de 50MHz a 500MHz. Modelos eletromagnéticos de simulação para uma linha coaxial de ar preenchida com amostras de Teflon, Madeira e Ferrita Virtual, estudados até 5GHz, são desenvolvidos com a ferramenta CST Microwave Studio 2008 (MWS) para auxílio no processo de validação das rotinas de correções de erros provenientes da existência de lacunas de ar longitudinais e transversais, situadas entre as extremidades das amostras e dos portas-amostra. As simulações permitem ainda o estudo de instabilidade do método NRW em faixas de frequências próximas àquelas onde o comprimento da amostra torna-se múltiplo de meio comprimento de onda do sinal eletromagnético que se propaga através dela. A conclusão do trabalho discute as divergências encontradas entre os resultados alcançados por meio da rotina implementada e os das ferramentas comerciais (Agilent Co, e MWS 2008), e também apresenta sugestões para trabalhos futuros.

Existe hoje uma necessidade muito grande, em muitos campos de estudo sobre o nosso planeta, de se conhecer precisamente topografias de terrenos. O imageamento SAR (Radar de Abertura Sintética) é uma técnica que traz uma significante contribuição para o mapeamento topográfico, permitindo gerar modelos digitais de elevação (DEM) e imagens de amplitude (imagens SAR). A tecnologia de sensoriamento remoto por radar é a mais avançada do mundo, utilizando justamente a interferometria SAR (InSAR) e, graças a essa técnica de geração de imagens, é possível obter uma enorme variedade de mapas com grande qualidade, de grandes áreas, de maneira rápida e econômica, e em quaisquer condições climáticas e de iluminação. Mas, a geração de imagens de amplitude apresenta um resultado, a princípio, radiometricamente descalibrado, pois a visada lateral do radar, juntamente com as características da antena do SAR e os movimentos do avião fazem com que essa imagem apresente variações de brilho. E, um dos maiores desafios encontrados atualmente pelo imageamento SAR é exatamente realizar a calibração radiométrica, tornando possível a utilização das imagens de amplitude para aplicações cartográficas, como por exemplo, classificação e planimetria. Neste trabalho faz-se o estudo do processo de calibração e propõe-se uma nova metodologia, na qual uma imagem SAR ideal é simulada (com os parâmetros geométricos da iluminação de uma cena e com os parâmetros do radar) e, com ela, estima-se os coeficientes que serão utilizados na calibração da imagem real da cena. Faz-se também uma comparação entre o método proposto com outros tipos de calibração, utilizando-se imagens do SAR aerotransportado OrbiSAR-1 para os testes e avaliações.

Esta tese apresenta uma proposta de metodologia para simulação de Fotodetectores Infravermelhos a Poços Quânticos, empregando-se o programa ATLAS. O ATLAS é um programa comercial, que realiza a simulação das características elétricas, ópticas e térmicas de dispositivos semicondutores. Este trabalho apresentou a simulação das estruturas que fazem parte de um dispositivo monolítico capaz de detectar, simultaneamente, nas faixas do infravermelho próximo (near infrared - NIR), médio (medium-wave infrared - MWIR) e distante (long-wave infrared - LWIR).

Esta tese apresenta uma análise do computador de bordo para o satélite universitário ITASAT, propondo redundância interna de hardware nos itens críticos e comparando índices de confiabilidade entre a utilização de componentes de aplicação espacial e componentes COTS - Commercial off-the-shelf. O ITASAT consiste num projeto de desenvolvimento de um satélite tecnológico de pequeno porte pela parceria entre o Instituto Tecnológico de Aeronáutica - ITA, o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE e a Agência Espacial Brasileira - AEB. Após uma breve explanação sobre os subsistemas que compõem um satélite genérico, as principais características funcionais e requisitos preliminares para o projeto do hardware do computador de bordo do satélite universitário ITASAT são apresentadas. Em seguida, definido o sistema computacional do segmento espacial do ITASAT como ACDH - Attitude, Control and Data Handling, é organizado o computador de bordo em módulos. O módulo denominado de CPU é analisado com componentes de aplicação espacial e sua confiabilidade de hardware calculada para uma vida útil de dois anos de missão, seguindo a norma militar MIL-HDBK-217F com suporte da ferramenta computacional Relex Reliability Studio 2008. Não atingindo o nível especificado de confiabilidade, aplicou-se redundância cold standby ao módulo da CPU, o que o tornou um módulo tolerante a falhas. Esta técnica de redundância exigiu duas unidades adicionais, de gerenciamento de redundância e de chaveamento. Baseando-se nesta configuração redundante, é abordado um conjunto de mecanismos de verificação e projetos, conjuntamente denominados de FDIR - Failure Detection, Isolation and Recovery, que têm como objetivo proteger a integridade do módulo da CPU, evitando a perda de suas partes ou totalidade, na presença de uma falha simples, de forma a assegurar o desempenho da missão durante sua vida útil. Novamente, foi calculada a confiabilidade do módulo da CPU com redundância cold standby e os resultados obtidos mostraram um acréscimo do nível de confiabilidade suficiente para atender a esse requisito. Por fim, foram substituídos os componentes de aplicação espacial por componentes COTS e recalculada a confiabilidade para o módulo da CPU. Os resultados obtidos com as configurações estudadas para o módulo da CPU mostraram que a aplicação de tolerância a falhas eleva o índice de confiabilidade e a combinação da utilização de componentes de aplicação espacial e componentes COTS garante, em algumas configurações, a superação do índice de confiabilidade de hardware especificado.