Made available in DSpace on 2016-12-12T20:27:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Yujuan Wang.pdf: 1608760 bytes, checksum: 9cb82304a2c95c2b0e357dc7f8449815 (MD5) Previous issue date: 2012-12-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents the development of an FPGA-based optical interrogation system of multiplexed FBG sensors. The Fabry-Perot filter is used to implement the tunable filter method, as a demodulator for FBG sensors. The tuning signal generation for Fabry-Perot filter and the data aquisition are implemented and syncronized em FPGA. Peak-detection algorithms, based on centroid and FIR filter, are implemented em FPGA. The peak displacement detected of FBG reflected spectrum is used to refer sensed elements, such as variation of temperature and refractive index. Besides, other auxiliary digital circuits are implemented for the system configuration, visulization of the detected peak information and the serial communication to monitor entire spectra in computer. All these digital circuits are working on their own duty at the same time, synchronised by the crystal clock of FPGA. The system was used to monitor the fabrication process of an refractive index sensor. The fabricated sensor was tested by measuring the refractive index of water and sucrose. In another experiment, the system was tested by measuring the temperature of a water sample. In addition, a method to calibrate the tuning signal generator is proposed, which can also be employed in other applications that uses DA converters. Finally, the developed system was packaged to facilitate its transportation. / Este trabalho descreve a implementação de um sistema de interrogação óptico para FBGs multiplexadas, com o controle dos processos implementado em FPGA. A interrogação das FBGs é realizada por meio do método de filtro sintonizável, com o uso de filtro Fabry-Perot. Um FPGA é utilizado para gerar sinal de sintonia para o filtro Fabry-Perot e realizar a leitura do sinal espectral refletido pelas FBGs. Algoritmos de detecção de pico (centroide e filtro FIR) foram implementados no FPGA para processar os sinais refletidos por cada FBG, com o objetivo de inferir as propriedades sensoreadas, como variação de temperatura ou índice de refração. Além destes circuitos digitais, são implementados outros circuitos digitais para a configuração do sistema, para a visualização do pico detectado do sinal espectral e para o monitoramento do espectro inteiro via comunicação serial. Todos circuitos cumprem a própria função paralelamente em virtude do paralelismo do FPGA, sincronizado pelo clock do oscilador cristal do FPGA. O sistema desenvolvido foi utilizado no monitoramento do processo de fabricação de sensor de índice de refração e então na leitura do índice de refração de amostras de sacarose e água. O sistema também foi utilizado para a leitura da temperatura de amostras de água, onde foi estimada a sensibilidade e a resolução do sistema. Também foi proposto um método para a calibração do sistema, que pode ser utilizado também em outros trabalhos. O sistema final foi colocado em uma maleta para facilitar o seu transporte para o local de uso.

This work analyzes tuning capabilities of different fully integrated active filter topologies. Work only deals with continuous time active filters. Topologies described in this work differ in type of active element and in method of frequency tuning. Techniques of tunning are proved on second order low pass filter. Filter topologies are compared from tunning capabilities and from point of total harmonic distortion. The main building block of all filters is integrator.

Thesis describes analog filters topologies with capability of tuning of the main parameters and the MOSFET-C and switched-capacitor filters are described. With focus to linearity and maximal tuning range optimal topology have been chosen. In work the issue of analog switch design is described and is solved. Design of switched-capacitor low-pass Sallen-key filter in Cadence software was made and simulation results are presented.

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / Nesta dissertaÃÃo foi estudada a aplicaÃÃo do filtro AcÃstico-Ãptico SintonizÃvel (AOTF), com a ModulaÃÃo de Pulsos por PosiÃÃo (PPM), objetivando implementar, utilizando o mÃtodo de Runge-Kutta de 4a ordem, portas lÃgicas (OR-OU e AND-E) Ãpticas operando com pulsos de luz ultracurtos (2ps). Neste trabalho à investigado o desempenho das portas considerando vÃrios comprimentos do filtro ( L) que integra a sua estrutura interna, com o intuito de obter o comprimento de filtro mais adequado para uma operaÃÃo satisfatÃria, em regime dispersivo, nÃo linear, sem perdas e com modulaÃÃo de fase cruzada (XPM). Esta investigaÃÃo à realizada em duas situaÃÃes: primeiramente, sÃo considerados filtros com automodulaÃÃo de fase (SPM) e GVD (dispersÃo da velocidade de grupo). Em um segundo momento, as mesmas portas sÃo obtidas com efeitos SPM, XPM e GVD agindo juntos no AOTF. Foi observado que para pulsos do tipo sÃliton, os efeitos da dispersÃo, da nÃo linearidade e da modulaÃÃo de fase cruzada exercem juntos uma forte influÃncia na propagaÃÃo do mesmo, provocando a quebra do pulso na saÃda do dispositivo quando utilizamos um comprimento maior para os filtros. Para dispositivos mais curtos, o pulso chaveado apresentou compressÃes e alargamentos temporais e espectrais, bem comodeslocamentos temporais nos dois modo de propagaÃÃo (TE e TM). ApÃs a escolha de um comprimento de filtro adequado, foi selecionado um deslocamento temporal Ãtimo a ser aplicado nos pulsos de entrada para conseguirmos, na saÃda da porta lÃgica, deslocamentos temporais satisfatÃrios (acertos) na aplicaÃÃo da modulaÃÃo PPM. Em seguida, introduzimos fases em um dos pulsos de entrada (TM), provocando um defasamento entre os pulsos TE e TM, reduzindo ainda mais a margem de erro PPM de operaÃÃo das portas. Finalmente, ao analisarmos as fases aplicadas no pulso TM (0 a 2), definirmos o melhor Ãngulo de fase para que as portas operem na regiÃo de acerto da modulaÃÃo PPM. / In this dissertation it was studied the application of the Acoustic Optical Tunable Filter (AOTF), with Pulse Position Modulation (PPM), aiming at to implement, using the method of Runge-Kutta of 4a order, logical gates (OR and AND) optical operating with pulses of light ultra shorts (2ps). In this work the acting of the gates is investigated, considering several lengths of the filter (  L) that integrates your internal structure, with the intention of obtaining the length of more appropriate filter for a satisfactory operation, in dispersion regime, nonlinear, without losses and with Cross Phase Modulation (XPM). This investigation is accomplished in two situations: firstly, filters are considered with Self Phase Modulation (SPM) and GVD (group-velocity dispersion). In a second moment, the same gates are obtained with effects SPM, XPM and GVD, acting together in AOTF. It was observed that for pulses of the type soliton, the effects of the dispersion, of the nonlinearity and of the cross phase modulation exercise together a strong influences in the propagation of the same, provoking the break of the pulse in the exit of the device when we used a larger length for the filters. For shorter devices, the switched pulse presented temporary and spectral compression and spread, as well as, displacement in the time in the two propagation modes (TE and TM). After the choice of a length of appropriate filter, a great temporary displacement was selected to be applied in the input pulses for us to get, in the exit of the logical gate, satisfactory temporary displacements (successes) in the application of the PPM modulation. Soon after, we introduced phases in one of the entrance pulses (TM), provoking a phase displacement among TE and TM pulses, still reducing more the margin of error PPM of operation of the gates. Finally, to the we analyze the applied phases in the pulse TM (0 to 2), we defined the best phase angle for the gates to operate in the success area of the PPM modulation.