[pt] Este trabalho se propõe a examinar as propriedades da Transformada (epsilon) - Herglotz e sua aplicação aos filtros digitais, permitindo explicitar a relação entre módulo e fase da função de transferência de um sistema causal a partir de seu módulo. É apresentada, também, uma extensão da Transformada epsilon - Herglotz Conjugada que permite determinar a característica de módulo da função de transferência de fase é arbitrada. O caso particular da fase linear é estudado, é proposto um algarismo de aproximação e são apresentados exemplos. / [en] This work examines the caracteristics of the epsilon - herglotz Transform and its application to digital filters, leading to the relationship between the magnitude and phase of the transfer function of a causal system from its magnitude function. It also presents an extension of this result to the phase through the definition of a Conjugated epsilon - Herglotz Transfom, which allows the determination of the magnitude characteristic of the transfer function of the causal system when its phase characteristic is given. The special case of the linear phase is analysed, an approximation algorithm is suggested and examples are also presented.

[pt] Este trabalho apresenta uma formulação geral da teoria de sensibilidade de filtros digitais lineares e invariantes no tempo, representados por variáveis de estado nas formas canônicas Diagonal e Jordan, com relação aos seus coeficientes quantizados devido ao tamanho finito da palavra. É estabelecida uma estrutura única que permite a análise de sensibilidade com respeito aos vários parâmetros do modelo de estado. São estudados sistemas compostos por cascatas de blocos e feita a análise de sensibilidade, considerando que há presença de elementos quantizados de blocos. É feita a análise de complexidade computacional das formulações estudadas. / [en] This work presents a general formulation on sensitivity analysis of digital linear filters modeled by state variables in canonical forms (Diagonal and Jordan), with respect to its coeficients which are aproximated due to the finite size of the word. We studied systems of cascated blocks which present quantization in its coefficients. It is established one block structure that permits the sensitivity analysis with respect to all the parameters of the state model. At last, the expressions complexity computational is calculated.

[pt] Nos dias de hoje, são cada vez maiores as implicações de filtragem digital de sinais. Diversos tipos de algoritmos e de estruturas de filtros digitais, além de implementações por hardware tem sido desenvolvidos. A implementação de filtros tem sido bastante simplificada através do uso de microprocessadores; no entanto, as implementações atuais por hardware são limitados em estruturas ou ordem ou ambos. Este trabalho propõe uma arquitetura de um microcomputador que permite a implementação de filtros digitais programáveis (em estrutura, coeficientes e ordem). Também é mostrado que apenas um pequeno set de instruções é necessário e que não há limitações quanto à estrutura do filtro. / [en] Work on digital filtering of signals has been continuously increasing and the literature presents several algorithms and structures, besides hardware implementations. Filter implementation has been greathy simplified by using microprocessors; nevertheless present filter hardware is limited in structure or order or both. This work proposes a microcomputer architecture which allows the implementation of programmable (in structure coeficients and order) digital filters. It is also shown that only a small set of instructions is needed and that there is no limitation on the filter structure.

Orientador: Frank Nelson Crespilho / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2011

Submitted by Igo Amauri dos Santos Luz (igoamauri@gmail.com) on 2017-04-12T01:32:49Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_Igo_Amauri.pdf: 12857927 bytes, checksum: 756c711b15ec1435e590eb7fc9752c68 (MD5) / Approved for entry into archive by Escola Politécnica Biblioteca (biengproc@ufba.br) on 2017-04-12T12:41:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertacao_Igo_Amauri.pdf: 12857927 bytes, checksum: 756c711b15ec1435e590eb7fc9752c68 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-12T12:41:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_Igo_Amauri.pdf: 12857927 bytes, checksum: 756c711b15ec1435e590eb7fc9752c68 (MD5) / A sobreposição de sinais pode ocorrer em diversos sistemas de instrumentação. Esse fenômeno está relacionado à taxa de ocorrência dos eventos e ao tempo de resposta dos sensores. No âmbito dos detectores de partículas, que caracterizam-se por possuírem altas taxas de ocorrência de eventos, o sistema responsável pela medição de energia (calorímetro) possui limitações em termos do tempo de resposta, provocando restrições em relação ao aumento na taxa de ocorrência das colisões das partículas. Essa situação apresenta-se como um desafio quando o avanço nas pesquisas está atrelado ao aumento da taxa de colisões gerada pelos aceleradores de partículas, como é o caso do Large Hadron Collider (LHC). O ATLAS é um dos detectores do LHC e seu sistema de instrumentação não está preparado para lidar com o aumento da taxa de ocorrência de eventos, pois isso irá gerar sobreposição entre eventos sequenciais. Para atenuar esse problema, torna-se necessário realizar, de modo online, o processamento digital da informação. Nesse sentido, esse trabalho propõe a implementação de um circuito eletrônico dedicado em plataforma digital reconfigurável utilizando técnicas de filtragem de sinais. Cada filtro é uma aproximação da inversa da resposta ao impulso do canal de medição, realizando a deconvolução dos sinais medidos. A avaliação do funcionamento e desempenho dos filtros foi realizada através de um conjunto de dados simulados, que consideram o funcionamento real do detector. A partir dos resultados alcançados, pôde-se constatar que as técnicas implementadas atenderam aos requisitos de funcionamento exigido. / The pileup effect can occur in several instrumentation systems. This phenomenon is related to the rate of occurrence of the events and the response time of the sensors. In the particle detectors, the electronic system responsible for measuring energy (calorimeter) has limitations in terms of response time when it operates with high rate of occurrence of events. This situation represents a challenge when the advance in the research is linked to the increase of the collision rate generated by the particle accelerators, such as the LHC. ATLAS is one of the LHC detectors and its instrumentation system is not prepared to deal with the increase rates of occurrence of events, because it will generate superimposition of information from subsequent events. To mitigate this problem it is necessary to perform an online digital signal processing. So, this work proposes a dedicated signal processing system embedded on a digital high-performance reconfigurable electronic platform that implements digital signal filtering techniques. Each filter is an inverse approximation of the inverse impulse response of the measuring channel, performing the deconvolution of the measured signals. The evaluation of the operation and performance of the implemented filters was performed through the use of a simulated data set, which considers the actual operation of the detector. From the achieved results, it was verified that the implemented techniques met the system operating requirements.

Submitted by Eduarda Figueiredo (eduarda.ffigueiredo@ufpe.br) on 2015-03-06T15:09:52Z No. of bitstreams: 2 Helber_Tese_Digital.pdf: 17753634 bytes, checksum: 00c508d6a86f3bb67eb2a5c0b47d58b7 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-06T15:09:52Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Helber_Tese_Digital.pdf: 17753634 bytes, checksum: 00c508d6a86f3bb67eb2a5c0b47d58b7 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-08-06 / O controle orientado pela tensão é uma das técnicas mais usadas para a operação e o controle de quaisquer equipamentos conectados à rede elétrica através de um conversor eletrônico CC-CA, tais como: sistemas de geração de energia distribuída, sistemas de energia ininterrupta e filtros ativos. Por isso, a estimação rápida e precisa do ângulo de fase e por vezes da magnitude instantânea do vetor tensão de sequência positiva na frequência fundamental de uma rede elétrica é essencial para atingir bons desempenhos no controle daqueles sistemas. Então, o presente trabalho apresenta uma revisão de alguns dos principais métodos de sincronização encontrados na literatura, mostrando as vantagens e deficiências dos mesmos. Outrossim, dois novos métodos são concebidos nesta tese e comparados com os demais. As suas funcionalidades são corroboradas por meio de simulações e experimentos. Salienta-se que o enfoque é dado às técnicas empregadas em sistemas elétricos trifásicos.

Neste trabalho se apresenta o desenvolvimento de algoritmos hermitianos de integração das equações diferenciais do filtro digital de Butterworth mediante operadores de integração numérica de ordem elevada com passo único. A teoria do filtro de Butterworth é apresentada mediante o emprego da transformada de Fourier. Exemplos de aplicação apresentados através destes algoritmos mostram que os resultados são, como esperado, mais precisos que os resultantes dos métodos usuais presentes na literatura especializada / In this work is presented the development of hermitian algorithm for integration of the Butterworth digital filter’s differential equations by means of high order numerical one step operators. The Butterworth filter’s theory is presented based on the Fourier transform. Numerical examples show that the results of the developed hermitian algorithm are more accurate than the usual methods present in the specialized literature, as expected

A ciência na qual se estuda a deformação de um fluido no qual é aplicada uma tensão de cisalhamento é conhecida como reologia e o equipamento utilizado para a realização dos ensaios é chamado de reômetro. Devido a impraticabilidade de uso de reômetros comerciais, diversos pesquisadores desenvolveram reômetros capazes de analisar suspensões de macropartículas, baseados nos mesmos princípios de funcionamento dos equipamentos já existentes. Em alguns casos, a medição do torque do motor é realizada pela aquisição da tensão, uma vez que esta é proporcional ao torque. Entretanto, para melhor compreensão do resultado e para evitar a possibilidade de conclusões precipitadas, vê-se necessária correta interpretação do sinal elétrico, precisando avaliar qual frequência do sinal é relevante para o ensaio e, também, qual a melhor taxa de amostragem. Além da aquisição, para que o ensaio reológico seja realizado com precisão, é indispensável ótimo controle da taxa ou tensão do motor e uma alternativa é a utilização de um servomotor e um servoconversor. No caso desse ser comercial é essencial saber configurá-lo. Para facilitar o usuário leigo, alguns pesquisadores desenvolveram softwares para controle do equipamento e análise dos dados. Assim, o presente trabalho tem como objetivo propor uma metodologia para compreender o sinal aquisitado de um reômetro servo controlado e desenvolvimento do software de análise para o tratamento dos dados obtidos a partir de ensaios reológicos. Verificou-se a melhor configuração do servocontrolador, a melhor taxa de amostragem, de no mínimo 20 amostras/segundo, e, também, desenvolveu-se um filtro digital passa-baixa do tipo FIR para remover a frequência indesejada. Além disso, foi desenvolvido um software utilizando uma rotina em Matlab e uma interface gráfica do usuário (Graphical User Interface - GUI), para o pós-processamento dos dados para auxiliar o usuário leigo no tratamento e interpretação do resultado, que se mostrou eficaz. / Rheology is the study of the behavior of material in fluid state. Rheometer is the equipment used to perform rheological measurements. Because of the impracticability of commercial rheometer, many researchers have developed rheometer able to analyze macro particles suspension, based on the principle of operation of the existing equipment. In some cases, measurement of the motor torque is performed by acquiring voltage signal, since is proportional to torque. However, for better understanding of the rheological results, it is necessary to understand the electrical signal, evaluating which signal frequency is relevant and what is the best sample rate. In addition, for an accurate rheological testing, it is essential a precise control of the shear rate or shear stress of the motor and a good alternative is the use of a servomotor and a drive. In the case of the drive being commercial, it is essential to know how to configure it. To turn rheometer user-friendly, some researchers have developed software to control the equipment and to analyze data. Thus, this dissertation propose a methodology to understand the electrical signal of a servo controlled rheometer and development of analysis software to process the data obtained from rheological tests. It has been found the best configuration of the servo drive, minimum sampling rate of 20 samples/second, and development of a low pass digital filter to remove unwanted frequency. In addition, was developed a software using a Matlab routine and a Graphical User Interface (GUI) to assist the user in the processing and interpretation of the result.

[pt] É feito um estudo da análise da sensibilidade das respostas impulsional e genérica de filtros IIR digitais, lineares, causais, monovariáveis e variantes no tempo modelados por equações de estado, supondo que as matrizes do sistema não se encontram em forma canônica e que, primeiro, não existe relação de dependência entre os parâmetros do sistema e, segundo, existe uma certa relação entre eles (dependência de tempo). Também é feito um estudo da análise de sensibilidade das respostas impulsional e genérica de uma estrutura em cascatas de filtros. / [en] This work presents results on the study of the sensitivity of the impulse response and generic response of linear, time-varying, causal, monovariable IIR digital filters modeled by dynamic equations in noncanonical form. First, all coefficients are considered to be independent of each other. Second, there is relationship among the coefficients (time dependence). It is studied systems of cascated blocks which present quantization in its coefficients.

Neste trabalho se apresenta o desenvolvimento de algoritmos hermitianos de integração das equações diferenciais do filtro digital de Butterworth mediante operadores de integração numérica de ordem elevada com passo único. A teoria do filtro de Butterworth é apresentada mediante o emprego da transformada de Fourier. Exemplos de aplicação apresentados através destes algoritmos mostram que os resultados são, como esperado, mais precisos que os resultantes dos métodos usuais presentes na literatura especializada / In this work is presented the development of hermitian algorithm for integration of the Butterworth digital filter’s differential equations by means of high order numerical one step operators. The Butterworth filter’s theory is presented based on the Fourier transform. Numerical examples show that the results of the developed hermitian algorithm are more accurate than the usual methods present in the specialized literature, as expected