Made available in DSpace on 2014-06-12T15:54:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2016_1.pdf: 1071776 bytes, checksum: 0985cb7f5eb2b91e3917dac88f974fa9 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Técnicas de estimativa de Pior Caso de Tempo de Execução, como elas são complexas e demandam bastante custo para implantação, não têm sido amplamente adotadas como solução para implementação de aplicações de tempo real. Esta dissertação apresenta uma abordagem simples para estimar o pior caso de tempo de execução. Sua idéia consiste em uma mudança de paradigma que permite interpretar problemas em contextos específicos, contrariando as abordagens convencionais que tentam especificar para o caso geral

Os radiofármacos são definidos como preparações farmacêuticas contendo um radionuclídeo em sua composição, são administrados intravenosamente em sua maioria, e, portanto, o cumprimento dos princípios de Boas Práticas de Fabricação (BPF) é essencial e indispensável à tais produtos. A validação de limpeza é um requisito das BPF e consiste na evidência documentada que demonstra que os procedimentos de limpeza removem os resíduos a níveis pré-determinados de aceitação, garantindo que não haja contaminação cruzada. Uma simplificação da validação dos processos de limpeza é admitida, e consiste na escolha de um produto, denominado de \"pior caso\" ou worst case, para representar a limpeza de todos os equipamentos da mesma linha de produção. Uma das etapas da validação de limpeza é o estabelecimento e validação do método analítico para quantificação do resíduo. O objetivo deste estudo foi estabelecer o pior caso para a validação de limpeza dos equipamentos de produção de reagentes liofilizados-RL para marcação com 99mTc, avaliar a utilização do teor de carbono orgânico total (COT) como indicador de limpeza dos equipamentos utilizados na fabricação dos RL, validar o método para determinação de CONP (carbono orgânico não purgável/volátil) e realizar testes de recuperação com o produto escolhido como pior caso. A escolha do produto pior caso baseou-se no cálculo de um índice denominado \"índice para pior caso - Worst Case Index (WCI)\", utilizando informações de solubilidade dos fármacos, dificuldade de limpeza dos equipamentos e taxa de ocupação dos produtos na linha de produção. O produto indicado como pior caso entre os RL foi o MIBI-TEC. Os ensaios de validação do método foram realizados utilizando-se um analisador de carbono modelo TOC-Vwp acoplado a um amostrador automático modelo ASI-V, ambos da marca Shimadzu&reg e controlados por software TOC Control-V Shimadzu&reg. Foi utilizado o método direto de quantificação do CONP. Os parâmetros avaliados na validação do método foram: conformidade do sistema, robustez, linearidade, limites de detecção (LD) e de quantificação (LQ), precisão (repetibilidade e precisão intermediária), e exatidão (recuperação) e foram definidos como: 4% acidificante, 2,5 mL de oxidante, tempo de integração da curva de 4,5 minutos, tempo de sparge de 3,0 minutos e linearidade na faixa de 40-1000 μgL-1, com coeficiente de correlação (r) e soma residual dos mínimos quadrados (r2) > 0,99 respectivamente. LD e LQ para CONP foram 14,25 ppb e 47,52 ppb, respectivamente, repetibilidade entre 0,11 4,47%; a precisão intermediária entre 0,59 a 3,80% e exatidão entre 97,05 - 102,90%. A curva analítica para Mibi mostrou-se linear na faixa de 100-800 μgL-1, com r e r2 > 0,99, apresentando parâmetros similares aos das curvas analíticas de CONP. Os resultados obtidos neste estudo demonstraram que a abordagem do pior caso para validação de limpeza é um meio simples e eficaz para diminuir a complexidade e morosidade do processo de validação, além de proporcionar uma redução nos custos envolvidos nestas atividades. Todos os resultados obtidos nos ensaios de validação de método CONP atenderam as exigências e especificações preconizadas pela norma RE 899/2003 da ANVISA para considerar a metodologia validada. / Radiopharmaceuticals are defined as pharmaceutical preparations containing a radionuclide in their composition, mostly intravenously administered, and therefore compliance with the principles of Good Manufacturing Practices (GMP) is essential and indispensable. Cleaning validation is a requirement of the current GMP, and consists of documented evidence, which demonstrates that the cleaning procedures are able to remove residues to pre-determined acceptance levels, ensuring that no cross contamination occurs. A simplification of cleaning processes validation is accepted, and consists in choosing a product, called \"worst case\", to represent the cleaning processes of all equipment of the same production area. One of the steps of cleaning validation is the establishment and validation of the analytical method to quantify the residue. The aim of this study was to establish the worst case for cleaning validation of equipment in the radiopharmaceutical production of lyophilized reagent (LR) for labeling with 99mTc, evaluate the use of Total Organic Carbon (TOC) content as indicator of equipment cleaning used in the LR manufacture, validate the method of Non-Purgeable Organic Carbon (NPOC), and perform recovery tests with the product chosen as worst case.Worst case products choice was based on the calculation of an index called \"Worst Case Index\" (WCI), using information about drug solubility, difficulty of cleaning the equipment and occupancy rate of the products in line production. The products indicated as worst case was the LR MIBI-TEC. The method validation assays were performed using carbon analyser model TOC-Vwp coupled to an autosampler model ASI-V, both from Shimadzu&reg, controlled by TOC Control-V software. It was used the direct method for NPOC quantification. The parameters evaluated in the validation method were: system suitability, robustness, linearity, detection limit (DL) and quantification limit (QL), precision (repeatability and intermediate precision), and accuracy (recovery) and they were defined as follows: 4% acidifying reagent, 2.5 ml oxidizing reagent, 4.5 minutes integration curve time, 3 minutes sparge time and linearity in 40-1000 μgL-1 range, with correlation coefficient (r) and residual sum of minimum squares (r2) greater than 0.99 respectively. DL and QL for NPOC were 14.25 ppb e 47.52 ppb respectively, repeatability between 0.11 and 4.47%; the intermediate precision between 0.59 and 3.80% and accuracy between 97.05 and 102.90%. The analytical curve for Mibi was linear in 100-800 μgL-1 range with r and r2 greater than 0.99, presenting similar parameters to NPOC analytical curves. The results obtained in this study demonstrated that the worst-case approach to cleaning validation is a simple and effective way to reduce the complexity and slowness of the validation process, and provide a costs reduction involved in these activities. All results obtained in NPOC method validation assays met the requirements and specifications recommended by the RE 899/2003 Resolution from ANVISA to consider the method validated.

Submitted by Livia Mello (liviacmello@yahoo.com.br) on 2016-09-21T14:29:18Z No. of bitstreams: 1 TeseMHRU.pdf: 2754873 bytes, checksum: 04976803627828cf7bb2eebe936f3f24 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-21T18:37:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseMHRU.pdf: 2754873 bytes, checksum: 04976803627828cf7bb2eebe936f3f24 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-21T18:37:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseMHRU.pdf: 2754873 bytes, checksum: 04976803627828cf7bb2eebe936f3f24 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-21T18:37:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseMHRU.pdf: 2754873 bytes, checksum: 04976803627828cf7bb2eebe936f3f24 (MD5) Previous issue date: 2016-02-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The focus in time is the cornerstone of modern manufacturing management approaches; among them the Time Based Competition (TBC) and the Quick Response Manufacturing (QRM). Lead time reduction brings significant gains which are obtained by means of improvements in the shop floor variables. To make improvements in these variables, managers need to choose the best way to invest his limited financial resources. This work look for the best strategy regarding the improvement in time to repair, time between failures and setup time: To perform improvements focused on mean, variability or eliminate the worst cases. The main focus of this work is the worst case strategy, it means, to find the situations in which this strategy is the best option. To perform this comparison a modeling/simulation was conducted and the three variables addressed in this work were modeled using the normal and lognormal probability distributions. Results show that for situations with moderate and high variability the worst case strategy is the best improvement option. We believe this strategy can bring significant benefits and it is probably less costly and easier to implement. For low variability situations we find that the mean strategy is the best option. In addition for this case, for two variables (time to repair and setup time) the worst case strategy is a good alternative for situations which it is not possible to reduce the mean of these variables. For the time to failure, the only good option remains the mean strategy. / O foco no tempo constitui o aspecto fundamental de modernas estratégias de gestão da manufatura. Dentre elas merece destaque a competição baseada no tempo (time-based competition-TBC) e a manufatura de resposta rápida (Quick Response Manufacturing-QRM). A redução do lead time implica em ganhos significativos e é obtida por meio de programas de melhorias em variáveis do chão de fábrica. Para a realização de melhorias nessas variáveis, um gerente de produção, precisa escolher a melhor maneira de investir os seus recursos financeiros limitados. O presente trabalho investiga qual a melhor estratégia no que se refere à melhoria no tempo de reparo, tempo entre falhas e tempo de setup: Realizar melhorias na média, na variabilidade ou eliminar os piores casos. O foco principal deste trabalho é a estratégia de melhoria no pior caso, ou seja, identificar as situações nas quais a mesma produz um efeito no lead time superior ou semelhante às estratégias de melhoria na média e na variabilidade. Para isso foi realizada uma modelagem/simulação e as três variáveis abordadas nesse trabalho foram modeladas utilizando as distribuições de probabilidade normal e lognormal. Os resultados encontrados na presente tese mostram que para situações com variabilidades moderadas e altas a estratégia focada no pior caso é a melhor opção de melhoria considerando as três variáveis investigadas neste estudo. Ou seja, a estratégia de melhoria focada nos piores casos pode trazer benefícios mais facilmente e a um menor custo. Adicionalmente, para baixa variabilidade a estratégia de melhoria na média é a melhor opção. No entanto, foi observado que para o tempo de reparo e tempo de setup a estratégia de melhoria no pior caso é uma boa alternativa para as situações nas quais não seja possível efetuar uma melhoria na média dessas variáveis. Já para o tempo entre falhas, essa constatação não se sustenta, pois nesse caso a única alternativa que apresenta benefícios significativos é a estratégia de melhoria focada na média.

Os radiofármacos são definidos como preparações farmacêuticas contendo um radionuclídeo em sua composição, são administrados intravenosamente em sua maioria, e, portanto, o cumprimento dos princípios de Boas Práticas de Fabricação (BPF) é essencial e indispensável à tais produtos. A validação de limpeza é um requisito das BPF e consiste na evidência documentada que demonstra que os procedimentos de limpeza removem os resíduos a níveis pré-determinados de aceitação, garantindo que não haja contaminação cruzada. Uma simplificação da validação dos processos de limpeza é admitida, e consiste na escolha de um produto, denominado de \"pior caso\" ou worst case, para representar a limpeza de todos os equipamentos da mesma linha de produção. Uma das etapas da validação de limpeza é o estabelecimento e validação do método analítico para quantificação do resíduo. O objetivo deste estudo foi estabelecer o pior caso para a validação de limpeza dos equipamentos de produção de reagentes liofilizados-RL para marcação com 99mTc, avaliar a utilização do teor de carbono orgânico total (COT) como indicador de limpeza dos equipamentos utilizados na fabricação dos RL, validar o método para determinação de CONP (carbono orgânico não purgável/volátil) e realizar testes de recuperação com o produto escolhido como pior caso. A escolha do produto pior caso baseou-se no cálculo de um índice denominado \"índice para pior caso - Worst Case Index (WCI)\", utilizando informações de solubilidade dos fármacos, dificuldade de limpeza dos equipamentos e taxa de ocupação dos produtos na linha de produção. O produto indicado como pior caso entre os RL foi o MIBI-TEC. Os ensaios de validação do método foram realizados utilizando-se um analisador de carbono modelo TOC-Vwp acoplado a um amostrador automático modelo ASI-V, ambos da marca Shimadzu&reg e controlados por software TOC Control-V Shimadzu&reg. Foi utilizado o método direto de quantificação do CONP. Os parâmetros avaliados na validação do método foram: conformidade do sistema, robustez, linearidade, limites de detecção (LD) e de quantificação (LQ), precisão (repetibilidade e precisão intermediária), e exatidão (recuperação) e foram definidos como: 4% acidificante, 2,5 mL de oxidante, tempo de integração da curva de 4,5 minutos, tempo de sparge de 3,0 minutos e linearidade na faixa de 40-1000 μgL-1, com coeficiente de correlação (r) e soma residual dos mínimos quadrados (r2) > 0,99 respectivamente. LD e LQ para CONP foram 14,25 ppb e 47,52 ppb, respectivamente, repetibilidade entre 0,11 4,47%; a precisão intermediária entre 0,59 a 3,80% e exatidão entre 97,05 - 102,90%. A curva analítica para Mibi mostrou-se linear na faixa de 100-800 μgL-1, com r e r2 > 0,99, apresentando parâmetros similares aos das curvas analíticas de CONP. Os resultados obtidos neste estudo demonstraram que a abordagem do pior caso para validação de limpeza é um meio simples e eficaz para diminuir a complexidade e morosidade do processo de validação, além de proporcionar uma redução nos custos envolvidos nestas atividades. Todos os resultados obtidos nos ensaios de validação de método CONP atenderam as exigências e especificações preconizadas pela norma RE 899/2003 da ANVISA para considerar a metodologia validada. / Radiopharmaceuticals are defined as pharmaceutical preparations containing a radionuclide in their composition, mostly intravenously administered, and therefore compliance with the principles of Good Manufacturing Practices (GMP) is essential and indispensable. Cleaning validation is a requirement of the current GMP, and consists of documented evidence, which demonstrates that the cleaning procedures are able to remove residues to pre-determined acceptance levels, ensuring that no cross contamination occurs. A simplification of cleaning processes validation is accepted, and consists in choosing a product, called \"worst case\", to represent the cleaning processes of all equipment of the same production area. One of the steps of cleaning validation is the establishment and validation of the analytical method to quantify the residue. The aim of this study was to establish the worst case for cleaning validation of equipment in the radiopharmaceutical production of lyophilized reagent (LR) for labeling with 99mTc, evaluate the use of Total Organic Carbon (TOC) content as indicator of equipment cleaning used in the LR manufacture, validate the method of Non-Purgeable Organic Carbon (NPOC), and perform recovery tests with the product chosen as worst case.Worst case products choice was based on the calculation of an index called \"Worst Case Index\" (WCI), using information about drug solubility, difficulty of cleaning the equipment and occupancy rate of the products in line production. The products indicated as worst case was the LR MIBI-TEC. The method validation assays were performed using carbon analyser model TOC-Vwp coupled to an autosampler model ASI-V, both from Shimadzu&reg, controlled by TOC Control-V software. It was used the direct method for NPOC quantification. The parameters evaluated in the validation method were: system suitability, robustness, linearity, detection limit (DL) and quantification limit (QL), precision (repeatability and intermediate precision), and accuracy (recovery) and they were defined as follows: 4% acidifying reagent, 2.5 ml oxidizing reagent, 4.5 minutes integration curve time, 3 minutes sparge time and linearity in 40-1000 μgL-1 range, with correlation coefficient (r) and residual sum of minimum squares (r2) greater than 0.99 respectively. DL and QL for NPOC were 14.25 ppb e 47.52 ppb respectively, repeatability between 0.11 and 4.47%; the intermediate precision between 0.59 and 3.80% and accuracy between 97.05 and 102.90%. The analytical curve for Mibi was linear in 100-800 μgL-1 range with r and r2 greater than 0.99, presenting similar parameters to NPOC analytical curves. The results obtained in this study demonstrated that the worst-case approach to cleaning validation is a simple and effective way to reduce the complexity and slowness of the validation process, and provide a costs reduction involved in these activities. All results obtained in NPOC method validation assays met the requirements and specifications recommended by the RE 899/2003 Resolution from ANVISA to consider the method validated.

Este trabalho apresenta um estudo sobre sistemas operacionais de tempo real (RTOS) utilizados na implementação da infraestrutura de controle digital para sistemas mecatrônicos, mas serve também como referência para outros sistemas que possuam restrições de tempo. Além de ter um caráter experimental, onde foram medidos e analisados dados como o pior tempo de resposta dos sistemas e a latência para tratamento de interrupções, este trabalho de pesquisa ainda contempla a implementação e uso de RTOS em situações práticas, bem como contempla a construção de uma plataforma geral de pesquisa que servirá de base para futuros trabalhos no laboratório de mecatrônica. Os sistemas analisados neste trabalho foram o VxWorks, QNX, Linux, RTAI, Windows XP, Windows CE e \'mü\'C/OS-II. Outro produto gerado durante este trabalho foi um Live CD para auxiliar na implementação e ensino de conceitos e sistemas de tempo real. / This work presents a study about real time operating systems (RTOS) that are utilized as infrastructure to create digital control systems for mechatronics systems, and also for systems that have critical time constraints. Parameters like worst case response time and interrupt latency were measured for each operating system. This research project also covers the implementation and use of RTOS in practical situations. A general research platform for robotics and real time research was also developed and will be used for future works in the Mechatronics Laboratory. The tested systems were VxWorks, QNX, Linux, RTAI, Windows XP, Windows CE and \'mü\'C/OS-II. Another product released during this work was a Live CD to aid the implementation and teaching of real time systems and concepts.

Este trabalho apresenta um estudo sobre sistemas operacionais de tempo real (RTOS) utilizados na implementação da infraestrutura de controle digital para sistemas mecatrônicos, mas serve também como referência para outros sistemas que possuam restrições de tempo. Além de ter um caráter experimental, onde foram medidos e analisados dados como o pior tempo de resposta dos sistemas e a latência para tratamento de interrupções, este trabalho de pesquisa ainda contempla a implementação e uso de RTOS em situações práticas, bem como contempla a construção de uma plataforma geral de pesquisa que servirá de base para futuros trabalhos no laboratório de mecatrônica. Os sistemas analisados neste trabalho foram o VxWorks, QNX, Linux, RTAI, Windows XP, Windows CE e \'mü\'C/OS-II. Outro produto gerado durante este trabalho foi um Live CD para auxiliar na implementação e ensino de conceitos e sistemas de tempo real. / This work presents a study about real time operating systems (RTOS) that are utilized as infrastructure to create digital control systems for mechatronics systems, and also for systems that have critical time constraints. Parameters like worst case response time and interrupt latency were measured for each operating system. This research project also covers the implementation and use of RTOS in practical situations. A general research platform for robotics and real time research was also developed and will be used for future works in the Mechatronics Laboratory. The tested systems were VxWorks, QNX, Linux, RTAI, Windows XP, Windows CE and \'mü\'C/OS-II. Another product released during this work was a Live CD to aid the implementation and teaching of real time systems and concepts.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:59:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4977_1.pdf: 839007 bytes, checksum: 6f8778aed895d0751995d11c884589f1 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / Esta dissertação apresenta um método de análise de fluxo para a estimativa do WCET (worst-case execution time), o tempo de execução no pior caso, criado através da adaptação de uma abordagem desenvolvida recentemente com o mesmo fim, sobre programas de tempo real orientados a objeto. O método é uma extensão projetada para trabalhar sobre bytecodes Java, assumindo que não há nenhuma forma de anotação de código presente e também que o código-fonte original não está disponível. Devido a estas suposições, foi necessário determinar a estrutura original do programa, através de algoritmos existentes para análise de fluxo de controle. Outras informações sobre o programa foram necessárias, especialmente relativas às expressões condicionais, que foram fundamentais para a determinação dos caminhos possíveis no grafo. Além do método criado, foi desenvolvida uma ferramenta para análise de fluxo que implementa, de forma parcial, uma das interpretações abstratas possíveis para este tipo de finalidade. A interpretação implementada forneceu os resultados que confirmam os conceitos subjacentes a este trabalho. A ferramenta criada foi testada em alguns programas obtidos na literatura. Esses programas foram selecionados com o objetivo de exercitar a análise do fluxo de controle, em situações com características relevantes e que ocorrem freqüentemente, incluindo vários tipos de laços e estruturas com condições complexas. Programas com expressivo número de caminhos e de estados também foram utilizados nos testes. O método desenvolvido constitui-se num passo importante para a estimativa do WCET em Java

Os circuladores tradicionais são amplamente utilizados em telecomunicações e defesa militar para o simultâneo envio e recepção de sinais por um único meio. Esses circuitos passivos, fabricados a partir de materiais ferromagnéticos, possuem a desvantagem do aumento de dimensões, peso e custos de fabricação com a diminuição da frequência de operação definida no projeto destes dispositivos, inviabilizando sua aplicação em frequências abaixo de 500 MHz. O circulador ativo surgiu como uma alternativa aos tradicionais, tendo aplicações em frequências desde o nível DC até a ordem de dezenas de gigahertz. As suas maiores aplicações ocorrem quando são necessários dispositivos compactos, de baixo custo e de baixa potência. Os primeiros circuitos propostos possuíam uma grande limitação em termos de frequência de operação e de potência entregue à carga. Entretanto, com os avanços tecnológicos na eletrônica, tais problemas podem ser amenizados atualmente. Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um circuito circulador ativo para a utilização em instrumentação eletrônica, em particular para a operação em frequências na ordem das utilizadas em equipamentos de ultrassom Doppler de ondas contínuas, na faixa de 2 MHz a 10 MHz. As possíveis vantagens da implementação de circuladores em sistemas de ultrassom estão relacionadas ao incremento da relação sinal-ruído, aumento da área de recepção do transdutor, simplificação da construção do transdutor, simplificação do circuito de demodulação/ processamento, e maior isolação entre os circuitos de transmissão e recepção de sinais. Na fase inicial, o circulador ativo proposto é modelado por equacionamento, utilizando-se tanto o modelo ideal dos amplificadores operacionais como o seu modelo de resposta em frequência. Simulações computacionais foram executadas para confirmar a validade do equacionamento. Um circuito montado em placa de prototipagem rápida foi apresentado, e testes de prova de conceito em baixas frequências foram realizados, mostrando uma grande semelhança entre o teórico, o simulado e o experimental. A segunda parte contou com o projeto do circuito circulador para a operação em maiores frequências. O circuito proposto é composto por três amplificadores operacionais de realimentação por corrente e vários componentes passivos. Uma análise de sensibilidade utilizando os métodos de Monte-Carlo e análise do pior caso foi aplicada, resultando em um perfil de comportamento frente às variações dos componentes do circuito e às variações da impedância de carga. Uma placa de circuito impressa foi projetada, utilizando-se de boas práticas de leiaute para a operação em altas frequências. Neste circuito montado, foram realizados os seguintes testes e medições: comportamento no domínio do tempo, faixa dinâmica, nível de isolação em relação à amplitude do sinal, largura de banda, levantamento dos parâmetros de espalhamento, e envio e recepção de sinais por transdutor de ultrassom Doppler de ondas contínuas. Os resultados dos testes de desempenho foram satisfatórios, apresentando uma banda de transmissão de sinais para frequências de 100 MHz, isolação entre portas não consecutivas de 39 dB na frequência de interesse para ultrassom Doppler e isolação maior que 20 dB para frequências de até 35 MHz. A faixa dinâmica excedeu a tensão de 5 Vpp, e o circuito teve bom comportamento no envio e na recepção simultânea de sinais pelo transdutor de ultrassom. / Traditional circulators are widely used in both telecommunications and military defense for sending and receiving signals simultaneously through a single medium. These passive circuits which are manufactured from ferromagnetic materials, have the disadvantages of having suffered an increase in dimensions, weight, and manufacturing costs along with the decrease in the operation frequency established in the designs of such devices, thus preventing their useful employment in frequencies below 500 MHz. The active circulator emerged as an alternative to the traditional ones, and has applications on frequencies ranging from a DC level to levels involving dozens of gigahertz. It is applicable when compact devices are made necessary, at a low cost, and for low frequencies. The first circuits to be introduced had a major limitation in terms of operating frequency and power delivered to the load. However, due to technological advances in electronics, problems such as the aforementioned can now be minimized. This research work presents the development of an active circulator circuit to be used in electronic instrumentation, particularly for operation at frequencies such as those used in continuous wave Doppler ultrasound equipment, ranging from 2 MHz to 10 MHz. The advantages made possible by implementing ultrasound systems with circulators are related to an increase in the signal-to-noise ratio, an increase in the transducers reception area, a simplified construction of the transducer, simplification of the demodulation/processing circuit, and a greater isolation between the transmission circuits and signal reception. In the initial phase, the proposed active circulator was modeled by means of an equating method, using both the ideal model of operational amplifiers and the model of frequency response. Computer simulations were carried out in order to confirm the validity of the equating method. A circuit mounted upon a breadboard was introduced and proof of concept assessments were performed at low frequencies, showing a great similarity among the theoretical, simulated and experimented data. The second phase is when the circulator circuits design was developed in order make its operation at higher frequencies possible. The proposed circuit is comprised of three currentfeedback operational amplifiers and several passive components. A sensitivity analysis was carried out using Monte-Carlo methods and worst-case analyses, resulting in a certain behavioral profile influenced by variations in circuit components and variations in load impedance. A printed circuit board was designed, employing good practice layout standards so that operation at high frequencies would be achieved. The following evaluations and measurements were performed on the circuit that was assembled: time domain behavior, dynamic range, isolation level relative to signal amplitude, bandwidth, survey of the scattering parameters, and transmission and reception of signals by a continuous wave Doppler ultrasound transducer. The results of the performance tests were satisfactory, presenting a 100 MHz signal transmission band, isolation between non-consecutive ports of 39 dB at the frequency of interest to the Doppler ultrasound, and an isolation greater than 20 dB for frequencies of up to 35 MHz. The dynamic range exceeded the 5Vpp and the circuit performed satisfactorily in the simultaneous transmission and reception of signals through the ultrasound\'s transducer.

Os circuladores tradicionais são amplamente utilizados em telecomunicações e defesa militar para o simultâneo envio e recepção de sinais por um único meio. Esses circuitos passivos, fabricados a partir de materiais ferromagnéticos, possuem a desvantagem do aumento de dimensões, peso e custos de fabricação com a diminuição da frequência de operação definida no projeto destes dispositivos, inviabilizando sua aplicação em frequências abaixo de 500 MHz. O circulador ativo surgiu como uma alternativa aos tradicionais, tendo aplicações em frequências desde o nível DC até a ordem de dezenas de gigahertz. As suas maiores aplicações ocorrem quando são necessários dispositivos compactos, de baixo custo e de baixa potência. Os primeiros circuitos propostos possuíam uma grande limitação em termos de frequência de operação e de potência entregue à carga. Entretanto, com os avanços tecnológicos na eletrônica, tais problemas podem ser amenizados atualmente. Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um circuito circulador ativo para a utilização em instrumentação eletrônica, em particular para a operação em frequências na ordem das utilizadas em equipamentos de ultrassom Doppler de ondas contínuas, na faixa de 2 MHz a 10 MHz. As possíveis vantagens da implementação de circuladores em sistemas de ultrassom estão relacionadas ao incremento da relação sinal-ruído, aumento da área de recepção do transdutor, simplificação da construção do transdutor, simplificação do circuito de demodulação/ processamento, e maior isolação entre os circuitos de transmissão e recepção de sinais. Na fase inicial, o circulador ativo proposto é modelado por equacionamento, utilizando-se tanto o modelo ideal dos amplificadores operacionais como o seu modelo de resposta em frequência. Simulações computacionais foram executadas para confirmar a validade do equacionamento. Um circuito montado em placa de prototipagem rápida foi apresentado, e testes de prova de conceito em baixas frequências foram realizados, mostrando uma grande semelhança entre o teórico, o simulado e o experimental. A segunda parte contou com o projeto do circuito circulador para a operação em maiores frequências. O circuito proposto é composto por três amplificadores operacionais de realimentação por corrente e vários componentes passivos. Uma análise de sensibilidade utilizando os métodos de Monte-Carlo e análise do pior caso foi aplicada, resultando em um perfil de comportamento frente às variações dos componentes do circuito e às variações da impedância de carga. Uma placa de circuito impressa foi projetada, utilizando-se de boas práticas de leiaute para a operação em altas frequências. Neste circuito montado, foram realizados os seguintes testes e medições: comportamento no domínio do tempo, faixa dinâmica, nível de isolação em relação à amplitude do sinal, largura de banda, levantamento dos parâmetros de espalhamento, e envio e recepção de sinais por transdutor de ultrassom Doppler de ondas contínuas. Os resultados dos testes de desempenho foram satisfatórios, apresentando uma banda de transmissão de sinais para frequências de 100 MHz, isolação entre portas não consecutivas de 39 dB na frequência de interesse para ultrassom Doppler e isolação maior que 20 dB para frequências de até 35 MHz. A faixa dinâmica excedeu a tensão de 5 Vpp, e o circuito teve bom comportamento no envio e na recepção simultânea de sinais pelo transdutor de ultrassom. / Traditional circulators are widely used in both telecommunications and military defense for sending and receiving signals simultaneously through a single medium. These passive circuits which are manufactured from ferromagnetic materials, have the disadvantages of having suffered an increase in dimensions, weight, and manufacturing costs along with the decrease in the operation frequency established in the designs of such devices, thus preventing their useful employment in frequencies below 500 MHz. The active circulator emerged as an alternative to the traditional ones, and has applications on frequencies ranging from a DC level to levels involving dozens of gigahertz. It is applicable when compact devices are made necessary, at a low cost, and for low frequencies. The first circuits to be introduced had a major limitation in terms of operating frequency and power delivered to the load. However, due to technological advances in electronics, problems such as the aforementioned can now be minimized. This research work presents the development of an active circulator circuit to be used in electronic instrumentation, particularly for operation at frequencies such as those used in continuous wave Doppler ultrasound equipment, ranging from 2 MHz to 10 MHz. The advantages made possible by implementing ultrasound systems with circulators are related to an increase in the signal-to-noise ratio, an increase in the transducers reception area, a simplified construction of the transducer, simplification of the demodulation/processing circuit, and a greater isolation between the transmission circuits and signal reception. In the initial phase, the proposed active circulator was modeled by means of an equating method, using both the ideal model of operational amplifiers and the model of frequency response. Computer simulations were carried out in order to confirm the validity of the equating method. A circuit mounted upon a breadboard was introduced and proof of concept assessments were performed at low frequencies, showing a great similarity among the theoretical, simulated and experimented data. The second phase is when the circulator circuits design was developed in order make its operation at higher frequencies possible. The proposed circuit is comprised of three currentfeedback operational amplifiers and several passive components. A sensitivity analysis was carried out using Monte-Carlo methods and worst-case analyses, resulting in a certain behavioral profile influenced by variations in circuit components and variations in load impedance. A printed circuit board was designed, employing good practice layout standards so that operation at high frequencies would be achieved. The following evaluations and measurements were performed on the circuit that was assembled: time domain behavior, dynamic range, isolation level relative to signal amplitude, bandwidth, survey of the scattering parameters, and transmission and reception of signals by a continuous wave Doppler ultrasound transducer. The results of the performance tests were satisfactory, presenting a 100 MHz signal transmission band, isolation between non-consecutive ports of 39 dB at the frequency of interest to the Doppler ultrasound, and an isolation greater than 20 dB for frequencies of up to 35 MHz. The dynamic range exceeded the 5Vpp and the circuit performed satisfactorily in the simultaneous transmission and reception of signals through the ultrasound\'s transducer.