Neste trabalho faz-se um estudo sobre filtros IIR adaptativos e é apresentada uma estrutura polifásica para filtragem IIR adaptativa, que, em troca de um aumento de complexidade computacional, pode apresentar características mais favoráveis do que a estrutura direta comumente usada. O aumento da complexidade computacional, relativamente a um algoritmo do tipo newton, por exemplo, é pequeno. Apresenta-se uma análise dos efeitos da proximidade ao círculo unitário dos pólos do sistema sendo modelado. Um dos efeitos considerados é o comportamento limite do condicionamento da matriz de estados associada ao algoritmo de adaptação. São considerados algoritmos de adaptação de passo constante de uso comum para filtros IIR adaptativos. O método utilizado é particularmente útil para a verificação do efeito da posição dos pólos do sistema sendo modelado e também para a introdução de certas restrições ao mesmo, como, por exemplo, norma L2 fixa e resposta em freqüência passa-tudo. Um resultado interessante é que a única situação, entre as testadas, em que o condicionamento da matriz mencionada não tende a infinito quando um número qualquer de polosndo sistema sendo modelado H(z) se aproxima da circunferência unitária, é quando H(z) é passa-tudo e emprega-se o algoritmo PLR. São analisadas também a superfície de erro e a superfície de erro reduzida para filtros IIR adaptativos. Mostra-se que, quando o sistema sendo modelado possui polos próximos à circunferência unitária, a superfície de erro reduzida apresenta regiões planas com erro quadrático médio elevado. A existência destas regiões resulta em uma baixa velocidade de convergência global de algoritmos de passo constante. A partir da decomposição em valores singulares (SVD) da forma de Hankel do sistema sendo modelado, é apresentada também uma decomposição da superfície de erro reduzida, a partir da qual pode-se obter uma separaçãoparcial dos efeitos do sistema sendo modelado e da forma de realização do filtro adaptativo. Uma estrutura polifásica para filtragem IIR adaptativa é apresentada e seu desempenho é comparado com o de filtros IIR adaptativos na forma direta. Mostra-se o possível ganho da estrutura polifásica quanto à velocidade de convergência local e quanto às características da superfície de erro reduzida e à velocidade de convergência global. Demonstra-se, para a estrutura polifásica, que, com entrada branca e modelamento suficiente, todos os pontos estacionários da superfície de erro são mínimos globais da mesma. Este resultado não decorre diretamente de propriedades análogas relativas à estrutura direta, já conhecidas. Tudo para a estrutura direta quanto para a estrutura polifásica, são apresentados os resultados de várias simulações dos algoritmos de adaptação considerados. / A study on IRR adaptive filters and polyphase structure for IIR adaptive filtering are presented. In exchange for an increase in computational complexity, which is small if compared to Newton algorithms, the polyphaser structure may exhibit a better performance than direct structures. An analysis of the effects of the proximity to the unit circle of the modelled system\'s poles is presented. One of the considered points is the limiting behavior of the condition of the state matrix related to the adaptive algorithm. Commonly used constant gain algorithms are considered. The method of analysis is specially usefull for verifying the effects of the position of the system\'s poles and also for introducing certain restrictions to the system, as fixed L2 norm and all-pass frequency response. An interesting result is that, among the situations that were tested, the only one in which the condition of the aforementioned matrix does not tend to infinity as the poles of the modelled system H(z) tend to the unit circle is when H)z) is all-pass and the PLR algorithm is employed. The error surface and the reduced error surface for IIR adaptive filters are also analyzed. It is shown that the modelled system has poles close to the unit circle the reduced error surface presents flat regions with high mean square error. The presence of these flat regions results in low global convergence speed for constant gain adaptive algorithms. Based on the singular value decomposition (SVD) of the modelled system\'s Hankel form, a decomposition of the reduced error surface is also presented. In it there exists a partial separation of the effects of the system and the adaptive filter\'s structure. A polyphaser structure for IIR adaptive filtering is presented and its performance is compared to the performance of the direct structure. The gain in local convergence and global convergencespeed, as well as the better behavior of the reduced error surface which may be attained , are shown. It is demonstrated, for the polyphaser structure, that, with while input and sufficient modelling, all the stationary points of the error surface are global minima. This result does not follow directly from similar well known results for the direct structure. Simulation results for the considered algorithms are also presented.

A caracterização das patologias da laringe até o presente momento é predominantemente realizada de forma qualitativa. Alguns trabalhos recentes têm quantificados parâmetros acústicos no intuito de discriminar as diversas patologias. Este trabalho verifica os valores médios das diversas medidas acústicas da voz e as relaciona com as diferentes patologias. Desta forma, futuramente será possível utilizar estes valores para quantificar e acompanhar diferentes estágios do tratamento da patologia. O conjunto de valores médios compõem o que chamamos de perfil acústico. / Until now the characterization of larynx pathologies has been done in a subjective manner. Recently some researches have been conducted in order to quantify acoustic parameters mainly to discriminate the larynx pathologies. In this work several acoustic parameters of voice was evaluated and their correlation with the pathologies were established. In the future, would be possible to use these parameters to quantify and to follow the therapy procedures. These values constitute the acoustic profile of the pathologies.

Três cães machos adultos da raça Pit Bull foram utilizados com o intuito de avaliar o efeito da suplementação de triptofano na atividade elétrica cerebral e taxa glicêmica. Os tratamentos foram: A) Dieta base + veículo com placebo (controle); B) Dieta base + veículo com 1,11g de triptofano. Inicialmente os animais passaram por doze dias de fornecimento do tratamento A, destes, cinco dias foram destinados a colheita dos dados. Após três dias de descanso teve início o período de 12 dias de fornecimento do tratamento B, com o aumento de um dia de colheita. Para a colheita de EEG foi utilizado o registro bipolar, sendo o sinal colhido numa freqüência de amostragem de 120 Hz por um período de 20 minutos por dia de colheita. Utilizou-se um glicosímetro portátil para mensurar a glicemia nos tempos 0, 15, 30, 45 minutos, relacionados com o período destinado ao manejo de colheita de EEG. A suplementação de triptofano diminuiu a energia das bandas de freqüências beta, teta, alfa e delta, permitindo sugerir uma modificação na atividade elétrica cerebral. Não houve efeito significativo do fornecimento de triptofano suplementar sobre a glicemia dos cães utilizados neste experimento. / Three adults male Pit Bulls dogs were housed with the intention of evaluating the effects of tryptophan supplementation on brain electrical activity and glicemic curve. The treatments were: A) Basic Diet + Placebo (control); B) Basic Diet + 1,11 g of tryptophan. First the animals were kept for 12 days using the A treatment, with five days of data collecting. After three days off they were kept for 12 days using the B treatment, but with an addition of one day of data collecting. The EEG collecting was made using a bipolar register, and the signal was collected on a 120 Hz sampling frequency for 20 minutes per collecting day. The blood glucose was measured using a portable blood glucose meter on 0, 15, 30 and 45 minutes, related to the EEG collecting period. The Tryptophan supplementation decreased the energy signals of the beta, theta, alpha and delta frequencies, which suggests some modification on the brain electrical activity. There was no effect of the tryptophan supplementation on the glicemic curve.

A eletromiografia consiste no estudo do movimentos dos músculos através dos sinais elétricos emitidos pelos mesmos. Esses sinais são captados por meio de eletrodos (de surpefície ou de agulha), sendo muito suscetíveis a variações e interferências não relacionadas diretamente com o movimento muscular (ruídos). Visando obter dados qualitativamente confiáveis, o processamento digital de sinais fornece como ferramentas os filtros ótimos e adaptativos, que são utilizados quando o sinal desajado está contaminado por ruído. Com a finalidade de diminuir o ruído presente no sinal eletromiográfico, foram implementados os filtros de wiener e wiener adaptativo ao algoritmo LMS (least mean square), tendo a análise da relação sinal/ruído dos sinais obtidos demonstrado que não há diferença significativa entre os filtros. Como conclusão, no tratamento de sinais eletromiográficos, pode-se aplicar tanto o filtro de wiener como o de wiener adaptativo, observando-se que este último apresenta a vantagem de consumir menos tempo de processamento. / Electromyography is the study of muscle moviments through the electrical signal that they emanate. These signals are detected with eletrodes (surface or needle), where variations and interferences not directly related with movement are present (noises). Digital signal processing provides optimal and adaptative filters with the aim to get qualitative reliable data. The filters are used when desired signal is corrupted by noise. With the purpose of noise reduction in electromyography signal, wiener and adaptative wiener filters (the last one with least mean square algorithm) were implemented. However, signal-to-noise ratio analysis gave evidence that there is no significative difference between both the filters. As conclusion, in electromygraphy signal treatment, wiener and adaptative wiener filters could be used, with the only difference that the last one takes less processing time.

Este trabalho apresenta a implementação prática de uma rede de microfones para ser utilizada em tempo real. A solução proposta envolve o uso de hardware de baixo custo e software de código aberto. Em termos de hardware, a rede de microfones utilizou dispositivos de áudio USB conectados diretamente a um computador pessoal (PC). Em termos de software, foram utilizados a biblioteca de código aberto Advanced Linux Sound Architecture (ALSA) e o sistema operacional Linux. Algumas implementações foram realizadas na biblioteca ALSA para que fosse possível a utilização da rede de microfones dentro do Linux. Os algoritmos implementados na biblioteca ALSA foram o Delay and Sum, Generalized Sidelobe Canceller (GSC) e o Post-Filtering. Os aspectos teóricos dos principais algoritmos empregados nas redes de microfones foram abordados de forma extensa. Os resultados teóricos e práticos desta implementação são apresentados no final deste trabalho. Todo o desenvolvimento de software foi publicado na Internet para que sirva de base para futuros trabalhos. / This work presents the practical implementation of a microphone array to be used in real time. The proposed solution involves the use of low-cost hardware and open source software. In terms of hardware, the microphone array used USB audio devices connected directly to a personal computer (PC). In terms of software, it was used the open-source library Advanced Linux Sound Architecture (ALSA) and Linux operating system. Some implementations were carried out in ALSA library to make it possible to use the microphone array within Linux. The algorithms implemented in ALSA library were the Delay and Sum, Generalized Sidelobe Canceller (GSC) and Post-Filtering. The theory of the main algorithms used in microphone array were discussed extensively. The results for the theoretical and practical implementation are presented at the end of this work. All software development was published on the Internet to serve as a basis for future works.

Este trabalho apresenta uma técnica de modelagem, identificação e implementação experimental de controle ativo de vibração estrutural utilizando o algoritmo híbrido Feedforward IIR: HFuRLS. O controle híbrido constitui-se de um algoritmo Feedforward IIR e Feedback FIR adaptativo desenvolvido a partir do algoritmo mínimos quadrado recursivo (RLS). O aparato experimental compreende uma viga de alumínio e uma placa de material compósito, com condições de contorno engastadas. As fontes de vibração primárias e secundárias são constituídas por dispositivos piezelétricos. Dois acelerômetros foram utilizados para medidas de sinais de referências e de erro. O controle em tempo real é implementado com um processador digital de sinais modelo ADSP 21160. Os algoritmos de controle foram desenvolvidos em linguagem C/C++ e Assembler. Nos testes para análise de desempenho dos algoritmos, foram utilizados sinais do tipo varredura em freqüência (chirps periódico) e sinais aleatórios de banda larga, entre outros. A efetividade do controle ativo proposto é avaliada comparando-se os resultados com e sem controle ativo de vibração aplicado à viga e placa de material compósito.

Nestes últimos anos a Força Aérea Brasileira vem adquirindo várias aeronaves que utilizam em seus sistemas o protocolo MIL-STD-1553B. Conseqüentemente, torna-se importante para a FAB empregar esforços no domínio desta tecnologia para acompanhar os constantes avanços da aviação militar, área em que os países dominantes têm como meta criar sua própria tecnologia e nunca comprá-la.Este trabalho tem como objetivo enveredar esforços na pesquisa e desenvolvimento na área de aviônica digital e do barramento de comunicações MIL-STD-1553B. Para isso é proposta a implementação do protocolo de comunicação MIL-STD-1553B em um kit de desenvolvimento baseado no processador de sinais Blackfin ADSP-BF533. São apresentadas inicialmente as características do protocolo, tipos de palavras e a codificação exigida para a transmissão. Segue-se então a modelagem do sistema desde a formação dos dados pela placa ADSP-BF533 incluindo a codificação e a transmissão por um codificador/decodificador Manchester (HD3-6408) até a passagem dos respectivos dados através de uma linha de transmissão para outro dispositivo também baseado na integração ADSP-BF533/HD3-6408. Por fim são relatados os resultados obtidos em testes de comunicação, inicialmente entre dois dispositivos montados em laboratório e finalmente entre um dispositivo ADSP-BF533/HD3-6408 e a placa PASS-PCMCIA2 da SBS Technologies.

Além do sinal de visada direta, um receptor GPS pode receber sinais provenientes de reflexão e / ou difração sendo esses sinais denominados de multicaminho. Apesar dos contínuos avanços das tecnologias dos receptores GPS e das antenas, o sinal do multicaminho continua sendo uma das principais fontes de erro na determinação da posição do usuário e para minimizá-lo é preciso entender o seu comportamento e suas características. Esta tese visa apresentar a modelagem dos sinais de multicaminho provenientes de reflexões especulares próximas à antena do receptor e propor a utilização do novo sinal civil GPS L5 e da Filtragem Espacial Digital fazendo uso do algoritmo LMS para minimizar seus efeitos. No decorrer deste trabalho serão apresentados os planos de modernização do GPS e a estrutura do sinal GPS L5 destacando-se as principais vantagens associadas ao uso deste novo sinal no receptor GPS.

O desafio que incentivou a elaboração desta tese de mestrado foi a necessidade de se expandir a faixa dinâmica de giroscópios a fibra óptica operando em malha aberta. Como ocorre em todo interferômetro, o sinal óptico de saída desse sensor é proporcional ao cosseno da diferença de fase total experimentada por dois feixes de luz que se interferem. Uma modulação de fase óptica não-recíproca normalmente é adicionada de sorte que, após um processamento de sinal adequado, obtenha-se um sinal elétrico proporcional à taxa de rotação (em módulo e em sentido). Este trabalho propõe uma nova técnica de tratamento de sinal, baseada em uma modulação de fase óptica não-recíproca utilizando como sinal modulante a soma de dois sinais senoidais de freqüências de razão 3:1, e em um processamento adequado do sinal óptico de saída, de modo que seja possível percorrer franjas de interferência sem que se incorra em ambigüidades, e ainda preserve a sua resolução em toda a faixa de medidas. A expansão da faixa dinâmica fica limitada apenas pelo comprimento de coerência da fonte de luz utilizada. Pelo fato de se utilizar dois sinais senoidais com freqüências próximas para modular a luz do interferômetro, é possível utilizar-se o tradicional modulador de fase a PZT. Resultados interessantes também surgem quando se procura utilizar a soma de duas ondas quadradas na modulação, sendo necessário neste caso dispor de um modulador eletro-óptico. Foram realizadas análises teóricas, simulações e medidas experimentais a fim de verificar a validade desta nova técnica proposta e os resultados foram bastante satisfatórios, tendo sido possível, num primeiro ensaio, expandir o fundo de escala de um determinado giroscópio a fibra óptica de 10/s para mais de 2000/s.

Apresenta-se neste trabalho os resultados da síntese de filtros digitais para demodular sinais de saída de sensores interferométricos quando estes utilizam modulação de fase óptica. A técnica proposta é baseada nas funções utilizadas para análise de wavelets, muito empregadas para analisar variações localizadas no tempo, redução de ruído e compactação de imagens, mas pouco exploradas na aplicação em sensores inerciais, neste caso em particular, em um Giroscópio a Fibra Óptica (GFO). Para aplicação em sistemas de navegação precisos, um GFO deve ser capaz de medir taxas de rotação muito baixas. Quando se utiliza modulação em fase, esta informação é proporcional à amplitude das harmônicas do sinal, sendo de interesse, principalmente, a primeira e a segunda harmônicas do sinal, onde a amplitude da primeira harmônica, geralmente, é muito menor que a amplitude da segunda. Deste modo, o problema passa a ser medir harmônicas de baixíssima amplitude na presença de outras com amplitude elevada. Técnicas de demodulação analógica em malha aberta (open-loop) são usualmente empregadas, mas estas técnicas são sensíveis às variações de parâmetros ambientais, ruído eletrônico e da precisão dos componentes. Neste trabalho, mostra-se o uso de um filtro digital baseado na função wavelet de Morlet, comparado às técnicas supra-mencionadas, abordando os procedimentos para medir o menor valor de amplitude possível. Os efeitos conjuntos de fatores relevantes, como a presença de harmônicos com amplitudes superiores à amplitude sendo medida, o efeito do ruído de banda estreita, o efeito do erro associado ao processo de quantização e a influência do número finito de amostras tomadas do sinal sob análise foram, à medida do possível, minimizados. Para tal, um estudo foi realizado utilizando modelamento das fontes de erro e o levantamento de resultados por simulação. Ainda para dar suporte ao entendimento destes resultados, desenvolveu-se uma teoria específica, permitindo o estabelecimento de parâmetros ótimos para obter a melhor relação sinal-ruído na demodulação do sinal do sensor. Por último, foram realizados ensaios experimentais utilizando um processador DSP (Digital Signal Processor) de alto desempenho. Neste trabalho, o sinal do GFO foi simulado por um conjunto de equipamentos para que fosse possível prever e configurar todos os parâmetros do sinal, eliminando os erros intrínsecos do GFO, como flutuação do fator de escala e isolando os erros provenientes do processamento daqueles causados pela construção do GFO. O resultado deste estudo descreve as vantagens do processamento proposto, bem como as limitações deste método, apontando as implicações para aplicações em sensores interferométricos, em especial para o GFO.