A digital logic circuit tends to become slower if the voltage (VDD) level drops below the normal VDD level. Because of this, the required data will not have settled before the arrival of the clock edge. This results in an incorrect sampling of the data leading to a functional failure of the chip. This thesis proposes a clock controller circuit which solves this issue. It consists of a voltage monitoring circuit to track the variations in the VDD level, a frequency multiplier and divider, and a selector logic circuit that outputs a particular frequency depending upon the VDD range in which the chip is operating. / text

We use a simulation model to generate tree-ring like data with systematic growth forcings and subject it to two methods of standardization: Regional Curve Standardization (RCS) and Negative Exponential Curve Standardization (NECS). The coherency between very low frequency forcings (hundreds of years) and the chronologies was higher when RCS was used to detrend the component series. There was no difference between standardization methods at decadal or annual time scales. We found that the detectability of systematic forcings was heavily dependent on amplitude and wavelength of the input signal as well as the number of trees simulated. These results imply that for very long tree-ring chronologies where the analyst is interested in low-frequency variability, RCS is a better method for detrending series if the requirements for that method can be met. However, in the majority of situations NECS is an acceptable detrending method. Most critically, we found that multi-centennial signals can be recovered using both methods.

The work presented in this thesis is a frequency adaptive tracking filter that can be used in exact tracking of power frequencies and rejection of unwanted harmonics introduced during power disturbances. The power synchronization process includes power converters and other equipment that have many non-linear components that introduce unwanted harmonics. This new design is motivated by the requirement of a filter that can filter all the harmonics and exactly track a rapidly varying fundamental frequency with little time delay and phase error. This thesis analyzes the proposed filter mathematically based on Lyapunov theory and simulations are presented to show the performance of the design in rapid frequency variations.

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Este trabalho apresenta um método para a estimação da freqüência em sistemas elétricos de potência utilizando filtros adaptativos baseados no algoritmo dos mínimos quadrados (LMS - least mean square). A análise do sistema de potência é realizada através da conversão das tensões trifásicas em um sinal complexo pela aplicação da transformada \'alfa\'\'beta\', cuja forma complexa foi direcionada ao algoritmo de filtragem adaptativa. O método é baseado na aplicação da filtragem adaptativa para a realização de rastreio do sinal de entrada, o que permite verificar o seu comportamento variante no tempo. O algoritmo proposto foi testado através de formas de ondas geradas com o software Matlab e de simulações realizadas através do software Alternative Transients Program (ATP). É importante salientar que nas simulações do ATP foram modelados diversos equipamentos que constituem o sistema elétrico de potência, incluindo um gerador síncrono com regulação de velocidade, linhas de transmissão com variação em freqüência e transformadores de potência com suas respectivas curvas de saturação. Estas modelagens tiveram por objetivo gerar dados das mais diversas e distintas situações para a verificação e análise da metodologia proposta. Os resultados da pesquisa mostram a excelência na aplicabilidade do algoritmo proposto na estimação da freqüência de um sistema elétrico, mesmo com sinais ruidosos, além do rastreio fiel da freqüência em situações de manobra e operação. Alguns dos resultados apresentados comparam as estimações obtidas pela técnica proposta em relação às estimações de um determinado relé comercial, habilitado à supervisão da freqüência. / This work presents a method for frequency estimation in power systems using adaptive filters based in the algorithm of least mean square (LMS). The analysis of the power system is made through the conversion of the three-phase voltages in a complex signal with the application of \'alfa\'\'beta\' transform, whose complex form was directed to the algorithm of adaptive filtering. The method is based on the application of the adaptive filtering for tracking the input signal, and it allows verifying its variant behavior in time. The algorithm was tested through waveforms generated by Matlab software and simulations carried out through Alternative Transients Program (ATP) software. It is important to point out that in the simulations using ATP many diferent power system equipments had been modeled, including a synchronous generator with speed regulation, transmission lines with variation in frequency and power transformers with their saturation curves. The objective of these tests was to generate data for diverse and distinct situations for the verification and the analysis of the proposed methodology. The results of the research show the excellence in the applicability of the algorithm considered in frequency estimation of an electrical system, even with noisy signals, as well as the tracking of the frequency during operation. Some of the results are compared to the ones presented by a commercial relay set to track frequency.

Este trabalho apresenta um método para a estimação da freqüência em sistemas elétricos de potência utilizando filtros adaptativos baseados no algoritmo dos mínimos quadrados (LMS - least mean square). A análise do sistema de potência é realizada através da conversão das tensões trifásicas em um sinal complexo pela aplicação da transformada \'alfa\'\'beta\', cuja forma complexa foi direcionada ao algoritmo de filtragem adaptativa. O método é baseado na aplicação da filtragem adaptativa para a realização de rastreio do sinal de entrada, o que permite verificar o seu comportamento variante no tempo. O algoritmo proposto foi testado através de formas de ondas geradas com o software Matlab e de simulações realizadas através do software Alternative Transients Program (ATP). É importante salientar que nas simulações do ATP foram modelados diversos equipamentos que constituem o sistema elétrico de potência, incluindo um gerador síncrono com regulação de velocidade, linhas de transmissão com variação em freqüência e transformadores de potência com suas respectivas curvas de saturação. Estas modelagens tiveram por objetivo gerar dados das mais diversas e distintas situações para a verificação e análise da metodologia proposta. Os resultados da pesquisa mostram a excelência na aplicabilidade do algoritmo proposto na estimação da freqüência de um sistema elétrico, mesmo com sinais ruidosos, além do rastreio fiel da freqüência em situações de manobra e operação. Alguns dos resultados apresentados comparam as estimações obtidas pela técnica proposta em relação às estimações de um determinado relé comercial, habilitado à supervisão da freqüência. / This work presents a method for frequency estimation in power systems using adaptive filters based in the algorithm of least mean square (LMS). The analysis of the power system is made through the conversion of the three-phase voltages in a complex signal with the application of \'alfa\'\'beta\' transform, whose complex form was directed to the algorithm of adaptive filtering. The method is based on the application of the adaptive filtering for tracking the input signal, and it allows verifying its variant behavior in time. The algorithm was tested through waveforms generated by Matlab software and simulations carried out through Alternative Transients Program (ATP) software. It is important to point out that in the simulations using ATP many diferent power system equipments had been modeled, including a synchronous generator with speed regulation, transmission lines with variation in frequency and power transformers with their saturation curves. The objective of these tests was to generate data for diverse and distinct situations for the verification and the analysis of the proposed methodology. The results of the research show the excellence in the applicability of the algorithm considered in frequency estimation of an electrical system, even with noisy signals, as well as the tracking of the frequency during operation. Some of the results are compared to the ones presented by a commercial relay set to track frequency.

<p>U disertaciji je prikazano teorijsko i praktično istraživanje koje se<br />odnosi na utvrđivanje potrebnih i dovoljnih uslova za merenje<br />harmonika u realnoj elektrodistributivnoj mreži. Cilj istraživanja<br />doktorske disertacije je formulisanje merne metode i na metodi<br />baziranom hardveru - po mogućnosti minimalne rezolucije<br />primenjenih A/D konvertora - praktično dvobitnih za merenje<br />harmonika u realnoj elektrodistributivnoj mreži. Jednostavan<br />hardver omogućuje jednostavna paralelna merenja, kao i mali broj<br />izvora sistematske greške merenja, što je vrlo primenljivo u<br />merenjima u realnoj distributivnoj mreži.Simulacionom analizom, a<br />potom i eksperimentom potvrđena je hipoteza istraživanja.</p> / <p>The dissertation shows the theoretical and practical research related to the<br />determination of necessary and sufficient conditions for the measurement of<br />harmonics in a real power grid. The aim of the PhD research is to formulate<br />method and hardware based on the measurement method - preferably with<br />minimal resolution of applied A/D converter - practically 2-bit, for harmonics<br />measurement in a real power grid. Simple hardware allows simple parallel<br />measurements, as well as a small number of systematic measurement error,<br />which is applicable for measurement in the real power grid. Simulation<br />analysis, followed by the experiment, confirmed the hypothesis of this<br />research.</p>