O presente trabalho trata do desenvolvimento de um sistema de sensoriamento de orientação utilizando sensores inerciais de baixo custo, de tecnologia MicroElectroMechanical Systems, MEMS, que apresentam altas taxas de ruído. Assim, é realizada a filtragem e fusão dos dados dos sensores para obtenção de uma estimativa confiável, com a aplicação do filtro de Kalman estendido. O sistema é utilizado para a navegação e controle em um veículo aquático de superfície autônomo. No desenvolvimento do trabalho são investigados os princípios da navegação inercial, da representação da orientação e os sistemas de coordenadas envolvidos, apresentando o método por ângulos de Euler, quatérnios e DCM e o procedimento de atualização conforme a variação da orientação. O sistema desenvolvido foi testado em bancada e em um barco com formato de trimarã construído no Laboratório de Controle e Eletrônica de Potência, na Escola de Engenharia de São Carlos, mostrando os resultados dos testes realizados navegando em uma represa, obtendo resultados satisfatórios para essa aplicação. É mostrado também o comportamento dinâmico dos veículos aquáticos de superfície através do estudo da dinâmica de corpos rígidos. / This work describes the development of an orientation sensing system composed of low cost inertial sensors with MicroElectroMechanical Systems (MEMS) technology, which presents high noise levels. Thus, filtering and sensor\'s measurements fusion is done in order to achieve a reliable estimation, trough an extended Kalman filter. The system is used for navigation and control of an autonomous aquatic surface vehicle. In this work, the principles of inertial navigation, orientation representation as well as the coordinate frames involved are investigated, presenting the methods trough Euler angles, quaternions and DCM, and the update proceeding according to the orientation changes. The developed system was tested in the lab and on a trimaran shaped vessel navigating on a dam, wich was developed in the Control and Power Electronics Laboratory at the São Carlos School of Engineering, achieving satisfactory results for this application. It is also shown the dynamic behavior of the surface aquatic vehicles, using rigid-body dynamics.

Esta Tese explora o Processo de Cox quando sua intensidade pertence a uma família de difusões afim. A forma da funçâo densidade de Probabilidade do Processo de Cox é obtida quando a intensidade é descrita por uma difusão fim d-dimensional arbitrária. Analisa-se também o acoplamento e convergência para o Processo de Cox com intensidade afim. Para ilustrar assume-se que a intensidade do Processo é governada por uma difusão de Feller e resultados mais detalhados são obtidos. Adicionalmente, os parâmetros da intensidade do Processo são estimados por meio do Filtro de Kalman conjugado com o estimador de Quase-Máxima Verossimilhança. / This Thesis deals with the Cox Process when its intensity belongs to a family of affine diffusions. The form of the probability density function of the Cox process is obtained when the density is described by an arbitrary d-dimensional affine diffusion. Coupling and convergence results are also addressed for a general Cox process with affine intensity. We adopted the Feller diffusion for driving the underlying intensity of the Cox Process to illustrate our results. Additionally the parameters of the underlying intensity processes are estimated by means of the Kalman Filter in conjunction with Quasi-Maximum Likelihood estimation.

A associação de filtros solares a compostos bioativos tem sido estudada com ênfase na última década. Contudo, a solubilidade limitada dos compostos naturais, tais como a rutina, restringe o desenvolvimento de preparações cosméticas seguras, funcionais e estáveis. A proposta deste estudo envolveu a obtenção de nanoestruturas de gelatina (contendo ou não rutina) para aplicação em protetores solares. Os objetivos específicos foram: (1) preparar partículas de gelatina; (2) realizar a caracterização física, físico-química, morfológica, térmica e funcional (in vitro); (3) avaliar a citotoxicidade e a penetração/permeação curtânea in vitro dos sistemas; (4) desenvolver fotoprotetores bioativos de eficácia estimada in vitro; e (5) determinar a segurança e eficácia clínica fotoprotetora das preparações contendo as estruturas proteicas. As nanopartículas apresentaram-se esféricas e com diâmetro médio e índice de polidispersividade variando entre 318,9 ± 6,9 (B-NC) a 442,8 ± 4,9 nm (R-NC) e 0,06 ± 0,03 (B-NC) a 0,12 ± 0,01 (R-NC), respectivamente. Os valores do potencial zeta apresentaram-se entre -28,5 ± 0,9 mV (B-NC) e -26,6 ± 0,5 mV (R-NC). R-NC apresentou eficiência de associação equivalente a 51,8 ± 1,4%. Os ensaios de segurança das nanopartículas evidenciaram perfil citotóxico adequado para aplicação cosmética, bem como, a ausente tendência de penetração/permeação cutânea. Tendo em vista os resultados obtidos in vitro, as nanopartículas contendo rutina apresentaram capacidade antioxidante 74% superior à rutina em seu estado livre e contribuíram para o aumento de 48% do fator de proteção solar (FPS) quando associada à avobenzona (butyl methoxydibenzoylmethane), ao p-metoxicinamato de octila (ethylhexyl methoxycinnamate) e ao octil dimetil PABA (ethylhexyl dimethyl PABA). A avaliação da eficácia clínica das formulações evidenciou a influência da nanopartícula, sem adição do flavonoide, na proteção da pele contra a formação do eritema UV induzido. Por meio da avaliação dos aspectos funcionais, foi possível constatar, in vitro e in vivo, que a adição das nanopartículas em sistemas fotoprotetores influenciou seu perfil de transmitância da radiação UV, bem como, seus efeitos sobre o eritema UV induzido. Os resultados obtidos apresentaram perspectivas de aplicação prática no desenvolvimento de produtos cosméticos fotoprotetores associados a substâncias bioativas, por meio de plataforma nanotecnológica. / Especially, in the last decade, the association of chemical filters and bioactive compounds has been studied by several authors. However, the limited solubility of natural compounds, such as rutin restricts the development of safe and stable cosmetic preparations. The aim of this work was the development of gelatin nanoparticles (with or without rutin) as an ingredient in sunscreens. The specific goals were: (1) the development of rutin-loaded gelatin nanoparticles; (2) to perform the physical, physical-chemical, morphological, thermal and functional (in vitro) analysis; (3) to assess the cytotoxicity and skin penetration / permeation in vitro of the nanoparticles; (4) to develop bioactive sunscreens and to perform the in vitro photoprotection efficacy assay; and (5) to evaluate the in vivo sun protection factor (SPF) of the formulations. The nanoparticles were spherical with an average size and polydispersive index between 318.9 ± 6.9 nm (B-NC) at 442.8 nm ± 4.9 (R-NC), and 0.06 ± 0, 03 (B-NC) to 0.12 ± 0.01 (R-NC). The zeta potential values were high and negative, ranging from - 28.5 ± 0.9 mV (B-NC) and -26.6 ± 0.5 mV (R-NC). R-NC entrapment efficient was 51.8 ± 1.4%. The nanoparticle safety assessment showed a cytotoxic profile suitable for cosmetic application, as well as the absent trend of penetration/ permeation of the skin. The in vitro results indicated that the rutin-loaded gelatin nanoparticles increased 74% the antioxidant profile in comparison with free rutin and also increased 48% the SPF (in vitro) when combined with butyl methoxydibenzoylmethane, ethylhexyl methoxycinnamate and ethylhexyl dimethyl PABA. The assessment of the clinical efficacy assays showed the influence of blank nanoparticle in the protection of the skin against UV-induced erythema response. It was established in vitro and in vivo that the addition of gelatin nanoparticles in sunscreens influenced its UV transmittance profile, as well as its anti-erythema effects on the skin. The results have practical application in the development of sunscreen with bioactive ingredients and at the design of an innovative ingredient with a chemopreventive profile.

Este trabalho tem por objetivo a investigação do comportamento de equipamentos de radiodiagnóstico em termos da qualidade da imagem produzida e a subseqüente aplicação desses resultados na otimização do desempenho de esquemas computacionais de auxílio ao diagnóstico, também conhecidos como esquemas CAD (do inglês, Computer-Aided Diagnosis). A principal meta consiste no desenvolvimento de técnicas de pré-processamento para imagens mamográficas digitalizadas que as realçasse de acordo com as características e limitações dos equipamentos utilizados na sua aquisição. A proposta está dividida em duas etapas. Na primeira, foram determinadas as características relativas tanto à resolução espacial como à resolução de contraste de diversos equipamentos mamográficos, avaliadas respectivamente pelas funções de transferência óptica e espectros de Wiener do ruído. Isto permitiu, numa segunda etapa, o desenvolvimento de um filtro digital específico para o pré-processamento de diferentes conjuntos de mamogramas digitais, separados de acordo com os equipamentos utilizados no processo de aquisição. Dessa forma, cada imagem mamográfica teve sua qualidade melhorada de acordo com as características do equipamento que a gerou, determinadas na primeira etapa. Essas imagens, depois de realçadas, foram utilizadas em um esquema CAD previamente desenvolvido, onde pôde ser observada uma melhora em até 12% no seu desempenho quando comparado aos resultados obtidos com imagens mamográficas não realçadas. / The purpose of this work is to evaluate the quality of radiological equipment and their images in order to use these evaluations to improve the performance of a computer-aided diagnosis (CAD) scheme. The mean idea is about the development of image processing techniques to enhance digital mammograms according to the characteristics of the X-ray unit used for image acquisition. This work is basically divided in two parts. In the first one, it were determined the characteristics related to spatial and contrast resolution of several mammographic equipment, evaluated respectively from the optical transfer function and noise Wiener spectrum. This evaluation allowed, in a second part, the development of a preprocessing technique to enhance different set of digital mammographic images, gathered according to the equipment used on its acquisition process. Thus, each mammographic image had its quality improved in conformity with the characteristics of the equipment used on its acquisition, determined in the first part of this work. These images, after the enhancement process, were used on a previously developed CAD scheme. It was observed an improvement of 12% on the CAD performance using pre-processed mammograms compared to the results obtained when using non-enhanced mammographic images.

A obstrução de emissores tem sido um entrave para a microirrigação. Porém, tem-se notado poucos estudos relativos ao desenvolvimento de equipamentos que auxiliam na prevenção da obstrução de emissores nos últimos anos. Os estudos realizados nesta linha estão geralmente ligados à caracterização dos sistemas em uso. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um sistema de filtragem com reversão automática de fluxo, de alta frequência. O sistema foi concebido para operar com água de baixa qualidade, com inversão de fluxo e limpezas automáticas e com volume mínimo de água para realização das limpezas. As decisões do controlador do sistema de filtragem têm como base a perda de carga, obtida por meio de transdutores de pressão instalados na entrada e na saída do sistema. O protótipo final é composto, basicamente, por três filtros de tela e onze válvulas solenoides controladas eletronicamente. Determinou-se a curva de perda de carga em função da vazão, a eficiência de retenção e o volume mínimo de água para limpeza dos filtros. A eficiência de retenção de partículas foi determinada em delineamento experimental inteiramente aleatorizado em esquema fatorial, sendo testados três fatores: tempo de reversão (15 e 30 s); incremento da perda de carga (25 e 50%) e concentração de sólidos (500 e 1000 mg L-1). A eficiência de retenção de sólidos totais foi de 71,7 e 78,3% para as concentrações de 500 e 1000 mg L-1, respectivamente, tendo apresentado diferença significativa a 1% de probabilidade. Entretanto, a eficiência retenção de sólidos maiores que 50 ?m (Ed > 50) foi de 98,6 ± 0,7%, não sendo significante para nenhum dos tratamentos ao nível de significância de 1%. O volume médio de água despendido durante as limpezas foi de 5,39 L por limpeza, que representou um volume de água de limpeza por volume de água filtrada de 8,0 e 12,6 L m-3, para as concentrações de 500 e 1000 mg L-1, respectivamente. Os valores de eficiência energética do sistema de filtragem variaram de 80 a 90% para a vazão de 2 m3 h-1 com pressão de entrada entre 15 a 40 mca. As limpezas do sistema de filtragem não foram totalmente eficazes na retomada da perda de carga, com tendência de aumento com o tempo. A inversão de fluxo com frequências de 11,11 e 22,22 mHz influenciou na evolução da perda de carga do sistema de filtragem, tornando-a mais lenta que a evolução para o sistema funcionando sem inversão de fluxo. Considerou-se que o sistema de filtragem desenvolvido apresentou potencial para filtragem da água de irrigação com baixa qualidade, porém necessita de manutenções periódicas para limpeza do elemento filtrante. A perda de carga admissível do sistema de filtragem deve ser o valor mais restritivo entre o critério de desempenho de retenção de partículas e o de variação de vazão do sistema de irrigação. / Emitters clogging have been a barrier to trickle irrigation. Just a few studies have been performed concerning equipments which assist in preventing emitters clogging in recent years, especially regarding to development equipment. Studies carried out on this issue are usually linked to the characterization of systems in use. The aim of this study was to develop a filtering system with automatic flow reversal of high frequency. The system is designed to operate with low quality water, with reverse flow and automatic cleanings and with minimum volume of water to perform the cleaning. Decisions by the controller of the filtration system are based on head loss, obtained by pressure transducers installed at the upstream and downstream of the system. The final prototype consists of three screen filters and eleven electronically controlled solenoid valves. The curve of head loss was determined as a function of water flow, retention efficiency and minimum volume of water required for cleaning the filters. The efficiency in particle retention was determined following a completely randomized experimental design in a factorial scheme in which three factors were tested: reversal time (15 and 30 s) increase in head loss (25 and 50%) and solids concentration (500 and 1000 mg L-1). The total solids retention efficiency was 71.7 and 78.3% for concentrations of 500 and 1000 mg L-1, respectively, presenting a significant difference at 1%. However, when analyzing the retention efficiency of solids larger than 50 ?m (Ed> 50), none of the treatments was significant at 1%, whose efficiency was 98.6 ± 0.7%. The mean volume of water expended during the cleaning was 5.39 L. It represented a volume of water for cleaning per volume of filtered water from 8.0 and 12.6 L m-3, to concentrations of 500 and 1000 mg L-1, respectively. The energy efficiency values of filtering system ranged from 80 to 90% considering flow rate of 2 m3 h-1 and inlet pressure ranging from 15 to 40 mca. The filtering system cleaning was not totally effective in reestablishing the head loss, with an upward trend over time. The reverse flow with frequency of 11.11 and 22.22 mHz influenced the head loss evolution of the filtration system, making it slower than the trend for the system running without flow reversal. The developed filtration system has potential for filtering low quality irrigation water, but it requires periodic maintenance to clean the filter element. The allowable head loss of the filter system should be the most restrictive value between the criterion of particle retention performance and the flow variation of the irrigation system because of the increase in head loss in the filters.

Com a utilização de filtros percoladores aeróbios, procurou-se promover a remoção de nitrogênio amoniacal do esgoto sanitário efluente de reator anaeróbio compartimentado, através do processo de nitrificação. O trabalho foi desenvolvido em duas fases; na primeira foi realizada a preparação da serragem de couro utilizando-se peneiramento e lavagens e a seguir iniciou-se a aplicação do esgoto sanitário em quatro filtros percoladores. Os filtros F1 e F2 foram operados com a mesma taxa de aplicação (1,91 'M POT.3'/'M POT.2'.dia) e diferentes meios suportes, sendo brita e serragem de couro do tipo wet blue respectivamente. Os filtros F3 e F4 foram preenchidos com serragem de couro e operaram com taxa de aplicação hidráulica de 4,00 e 6,00 'M POT.3'/'M POT.2'.dia . O filtro F3 apresentou melhores eficiências de remoção para todos os parâmetros, com eficiência média de remoção de NTK, 'N'-'NH IND.3' e DQO de 71%; sendo que a partir do sexagésimo quarto dia, esse filtro passou a apresentar 100% de remoção de NTK e 'N'-'NH IND.3'. Os filtros F1 e F2 podem ter tido problemas com a aeração, já que foram operados com menores taxas de aplicação hidráulica e deveriam apresentar melhores resultados. O filtro F4 apresentou baixas eficiências de remoção, provavelmente devido a maior taxa de aplicação hidráulica. / The aim of the work is to promote the ammoniacal nitrogen removal from anaerobic baffed reactor effluent using aerobic trickling filters, through the nitrification process. The research was developed in two phases; firstly the leather sawing was prepared through sieving and washing, later the domestic sewage was applied into four tricking filters. The F1 and F2 filters were operated with the same hydraulic loading (1,91 'M POT.3'/'M POT.2'.day) and different filter packing. For the F1 filter was used rock and for the F2 wet blue leather sawing. The F3 and F4 filters were filled with leather sawing and operated in a hydraulic loading of 4,00 and 6,00 'M POT.3'/'M POT.2'.day respectively. The F3 filter presented better removal efficiencies for all the parameters, with 70% of average removal efficiency of KTN (Kjeldahl Total Nitrogen), 'NH IND.3'-'N' (ammoniacal nitrogen) and COD (Chemical Oxygen Demand). From the 49th day on, this filter presented 100% of removal efficiency of KTN and 'NH IND.3'-'N'. The F1 and F2 filter were supposed to present better results due to the lower hydraulic loading, but it did not happen, probably because the aeration was not enough. The F4 filter presented low removal efficiency, possibly due to the higher hydraulic loading.

O filtro cuno faz parte do circuito de tratamento de água do reator IEA-R1 que , quando saturado, é substituído, se tornando um rejeito radioativo que deve ser gerenciado. Neste trabalho foi realizada a caracterização primária do filtro cuno do reator nuclear IEA-R1 do IPEN utilizando-se espectrometria gama associada ao método de Monte Carlo. A espectrometria gama foi realizada utilizando-se um detector de germânio hiperpuro (HPGe). O cristal de germânio representa o volume ativo de detecção do detector HPGe, que possui uma região denominada camada morta ou camada inativa. Na literatura tem sido reportada uma diferença entre os valores experimentais e teóricos na obtenção da curva de eficiência desses detectores. Neste trabalho foi utilizado o código MCNP-4C para a obtenção da calibração em eficiência do detector para a geometria do filtro cuno, onde foram estudadas as influências da camada morta e do efeito de soma em cascata no detector HPGe. As correções dos valores de camada morta foram realizadas variando-se a espessura e o raio do cristal de germânio. O detector possui 75,83 cm3 de volume ativo de detecção, segundo informações fornecidas pelo fabricante. Entretanto os resultados encontrados mostraram que o valor de volume ativo real é menor do que o especificado, onde a camada morta representa 16% do volume total do cristal. A análise do filtro cuno por meio da espectrometria gama, permitiu a identificação de picos de energia. Por meio desses picos foram identificados três radionuclídeos no filtro: 108mAg, 110mAg e 60Co. A partir da calibração em eficiência obtida pelo método de Monte Carlo, o valor de atividade estimado para esses radionuclídeos está na ordem de MBq. / The Cuno filter is part of the water processing circuit of the IEA-R1 reactor and, when saturated, it is replaced and becomes a radioactive waste, which must be managed. In this work, the primary characterization of the Cuno filter of the IEA-R1 nuclear reactor at IPEN was carried out using gamma spectrometry associated with the Monte Carlo method. The gamma spectrometry was performed using a hyperpure germanium detector (HPGe). The germanium crystal represents the detection active volume of the HPGe detector, which has a region called dead layer or inactive layer. It has been reported in the literature a difference between the theoretical and experimental values when obtaining the efficiency curve of these detectors. In this study we used the MCNP-4C code to obtain the detector calibration efficiency for the geometry of the Cuno filter, and the influence of the dead layer and the effect of sum in cascade at the HPGe detector were studied. The correction of the dead layer values were made by varying the thickness and the radius of the germanium crystal. The detector has 75.83 cm3 of active volume of detection, according to information provided by the manufacturer. Nevertheless, the results showed that the actual value of active volume is less than the one specified, where the dead layer represents 16% of the total volume of the crystal. A Cuno filter analysis by gamma spectrometry has enabled identifying energy peaks. Using these peaks, three radionuclides were identified in the filter: 108mAg, 110mAg and 60Co. From the calibration efficiency obtained by the Monte Carlo method, the value of activity estimated for these radionuclides is in the order of MBq.

O processamento é uma das principais características da radiografia digital. Diante da frequência da discopatia em cães, a importância do exame radiográfico na investigação inicial desta doença e na orientação de outros exames de imagem (tomografia computadorizada, mielotomografia e imagem por ressonância magnética), buscou-se avaliar a efetiva contribuição das ferramentas de processamento da imagem no diagnóstico das hérnias de disco. Para tanto, foram avaliados 80 forames intervertebrais através da radiologia computadorizada pelos filtros padrão, invertido e realce de borda e a combinação entre esses (padrão e invertido, padrão e realce de borda e realce de borda e invertido) para pesquisa da opacificação do forame intervertebral associada às hérnias de disco em cães. A análise radiográfica foi realizada por dois avaliadores às cegas com tempo de experiência superior a 10 anos em radiodiagnóstico. Foram calculadas as medidas de sensibilidade, especificidade, valores preditivos positivos e negativos, acurácia e razão de verossimilhanças para os respectivos filtros e a combinação destes pelos dois avaliadores. A tomografia computadorizada foi tomada como padrão ouro da detecção de opacificação do forame intervertebral. O coeficiente de kappa e seu respectivo intervalo de 95% de confiança foram utilizados para analisar a concordância dos resultados. Os valores de sensibilidade obtidos pelos avaliadores foram de 58,7% na detecção das opacificações pelo filtro padrão, 52,2% pelo filtro invertido e 50% de sensibilidade no estudo realizado pelo filtro realce de borda. Na combinação entre os filtros padrão e invertido e realce de borda e invertido os valores foram os mesmos com 43,5%, sendo que a sensibilidade do filtro padrão associado com o filtro realce de borda foi de 50%. A acurácia alcançada na detecção das opacificações do forame intervertebral pelos filtros individualmente foi de 78,8% para o filtro padrão, 75% para o filtro invertido e 75,6% para o filtro realce de borda, não apresentando diferenças significativas quando a combinação entre os filtros foi realizada, obtendo-se 76,9% nas associações entre os filtros padrão e invertido e padrão e realce de borda e 75,6% através dos filtros realce de borda e invertido. O processamento da imagem digital pode aumentar a acurácia na detecção das opacificações do forame, no entanto os filtros podem somente realçar uma alteração existente e não aumentar a capacidade de detecção da lesão pelo exame radiográfico simples sendo necessária para tal, a associação de exames de imagem mais sensíveis (mielografia/tomografia computadorizada/ imagem por ressonância magnética). A preferência pessoal na utilização dos filtros também foi comprovada. / Processing is a major feature of digital radiography. Given the frequency of disc disease in dogs, the importance of radiographic examination in the initial investigation of this disease and the guidance of other imaging studies (computed tomography, myelography and magnetic resonance imaging), it was evaluate the effective contribution of the processing tools image in the diagnosis of herniated discs. For this, eigthy intervertebral foramina through were evaluated computed radiography by standart filters, reverse and edge enhancement and the combination of these (standard and inverted pattern, standard and edge enhancement and edge enhancement and inverted) in the investigation of opacification of the intervertebral foramen associated with hernia disc in dogs. Radiographic analysis was performed by two raters blind to time of more than 10 years experience in diagnostic radiology. It was calculated measures of sensitivity, specificity, positive and negative predictive values, accuracy and likelihood ratio for the respective filters and the combination of the two evaluators. Therefore, the CT scan was taken as the gold standard of detection opacification of the intervertebral foramen. The kappa coefficient and its corresponding interval of 95% confidence intervals were used to analyze the correlation of the results. The sensitivity values obtained by the evaluators were 58.7% in detecting the opacities of the standard filter, the filter inverted 52.2% and 50% sensitivity in the study by edge enhancement filter. In combination between standard and inverted filters and edge enhancement and inverted values were the same with 43.5%, and the sensitivity of the filter pattern associated with the filter edge enhancement was 50%. The accuracy achieved in the detection of opacities of the intervertebral foramen by the filters individually was 78.8% for the standard filter, 75% to inverted filter and 75.6% for edge enhancement filter, showing no significant differences when the combination between the filters was performed. yielding 76.9% associations between the filters standard and inverted pattern, and pattern and edge enhancement and 75.6% through the filter edge enhancement and inverted. The digital image processing can increase the accuracy in the detection of opacities foramen, however filters can only highlight a change and not increase the existing capacity of lesion detection by simple radiographic examination is necessary association of more sensitive imaging ( myelography / CT / MRI). Personal preference through the use of filters was also confirmed.

Submitted by Marcele Costal de Castro (costalcastro@gmail.com) on 2017-09-11T18:04:32Z No. of bitstreams: 1 FABIO DE LACERDA D.pdf: 4651972 bytes, checksum: 40eb0d71a79f39e524da9bb7fc917c63 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-11T18:04:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FABIO DE LACERDA D.pdf: 4651972 bytes, checksum: 40eb0d71a79f39e524da9bb7fc917c63 (MD5) Previous issue date: 2017-03 / Este trabalho trata da realização de um circuito integrado analógico para a conversão de sinais com modulação em amplitude de banda dupla (Double Sideband ou DSB) para modulação de banda simples (Single Sideband ou SSB). Implementado por circuitos de tempo discreto a capacitores chaveados, utiliza-se de um filtro com resposta infinita ao impulso (Infinite Input Response ou IIR) para compor um transformador de Hilbert como alternativa a implementações digitais, que se aproveitam da grande capacidade de processamento paralelo dos circuitos digitais para a obtenção do transformador de Hilbert por meio de filtros com resposta finita ao impulso (Finite Impulse Response ou FIR) de ordem elevada. Fabricado em tecnologia CMOS de 180 nm com capacitores do tipo metal-metal (MiM), a adoção de filtros estruturalmente passa-tudo reduz significativamente a sensibilidade do conversor ao descasamento de capacitores. Para alimentação de 1,8 V e sinais diferenciais de até 1 V, resultados experimentais mostram que o conversor atinge taxa de rejeição de imagem (Image Rejection Ratio ou IRR) maior que 39,5 dB para modulação Lower Sideband (LSB) e 38,0 dB para modulação Upper Sideband (USB) para sinais de entrada na faixa de 25% a 75% da frequência da portadora, valores estes superiores a propostas analógicas anteriores e comparáveis a propostas digitais do estado da arte em circuitos integrados. Com área de silício de 1,09 mm2, o conversor consome apenas 17,7 mW para frequência de amostragem de 1 MHz enquanto sua IRR apresentou desvio padrão de apenas 0,5 dB dentre 20 amostras avaliadas. / The realization of an analog integrated circuit for conversion of Double-Sideband (DSB) amplitude-modulated signals into Single-Sideband (SSB) is presented. Implemented by discrete-time switched-capacitor circuits, it adopts an Infinite Impulse Response (IIR) filter to realize a Hilbert transformer as alternative to digital implementations which take advantage of high processing capacity from parallel digital circuits to obtain the Hilbert transformer by means of high-order Finite Impulse Response (FIR) filters. Fabricated in a 180 nm CMOS technology with metal-metal (MiM) capacitors, the use of structurally all-pass filters greatly reduces the converter’s sensitivity to capacitor mismatch. For 1.8 V power supply and 1 V differential input/output signals, experimental results show the converter achieves Image Rejection Ratio (IRR) greater than 39.5 dB for Lower-Sideband (LSB) modulation and 38.0 dB for Upper-Sideband (USB) modulation for input signals ranging from 25% to 75% of the carrier frequency. These figures are higher than previous analog circuit proposals and comparable to digital implementations of state-of-the-art integrated circuits. Its silicon area is 1.09 mm2 and the converter consumes only 17.7 mW for 1 MHz sampling frequency while its IRR presents standard deviation of only 0.5 dB among 20 chip samples.

[pt] O objetivo desta tese é o de apresentar e investigar a metodologia de Durbin e Koopman (DK) usada para estimar o espaço de estado de modelos de séries temporais não- Gaussianos, dentro do contexto de modelos estruturais. A abordagem de DK está baseada na avaliação da verossimilhança usando uma eficiente simulação de Monte Carlo, por meio de amostragem por importância e técnicas de redução de variância, tais como variáveis antitéticas e variáveis de controle. Ela também integra conhecidas técnicas existentes no caso Gaussiano tais como o Filtro de Kalman Siavizado e o algoritmo de simulação suavizada. Uma vez que os hiperparâmetros do modelo são estimados, o estado, que contém as componentes do modelo, é estimado pela avaliação da moda a posteriori. Propomos então aproximações para avaliar a média e a variância da distribuição preditiva. São consideradas aplicações usando o modelo de Poisson. / [en] The aim of this thesis is to present and investigate the methodology of Durbin and Koopman (DK) used to estimate non-Gaussian state space time series models, within the context of structural models. DK`s approach is based on evaluating the likelihood using efficient Monte Carlo simulation, by means of importance sampling and variance- reduction techniques, such as antithetic variables and control variables. It also contents known existent techniques for the Gaussian case as the Kalman Filter smoother Simulation algorithm. Once the model hyperparameters are estimated, the state, which encapsulates the model`s components, is estimated by evaluating its posterior mode. Proposals are approximated to evaluate mean and variance for the predictive distribution. Applications are considered using the Poisson model.