<p>Denne rapporten omhandler en metode for å måle total utstrålt effekt i nærfeltet til en elektrodynamisk høyttaler, samt for å kunne påvise omgivelsenes påvirkning på effekten. Teorien omkring hvordan en høyttaler blir påvirket av moder og grenseflater i omgivelsene har blitt gjennomgått. Det samme gjelder en del modeller og tilnærminger for en høyttaler i lukket kabinett, som stivt stempel i uendelig baffel og stempel i enden av langt rør. Dette har vært nødvendig som et grunnlag for å kunne tyde målingene som har blitt gjort, og for å sette forventinger til hvordan målingene skal variere mellom forskjellige omgivelser. Tre aspekter tilknyttet strålingsimpedansen og den utstålte effekten har blitt studert i detalj. Målingenes samsvar med forenklede modeller av systemet. Resultatet av den beregnede utstålte effekt i forhold til forventningene. Endringen mellom måleresultatene av effekt i forskjellige omgivelser. Teksten vil altså dekke et forholdsvis stort område innen høyttalerteknologi og romakustikk. Målingene har blitt utført både i ekkofritt rom og utendørs med 1 reflekterende plan inntil høyttaleren. Metoden går ut på å benytte 2 mikrofoner, hvor lydtrykket finnes som middelverdien mellom målingene, og partikkelhastigheten ut fra differansen mellom mikrofonene, som har gitt et estimat av strålingsimpedansen og den utstrålte effekten. For å undersøke i hvilken grad dette estimatet samsvarer med mer eksakt verdier, har det blitt benyttet et laservibrometer for å måle den virkelige svingehastigheten til høyttalermembranet. Dette måleoppsettet har krevd en del forberedelser for å kunne tilpasses optimalt til systemet det måles på. Blant annet feil som følge av nærfeltseffekter og instrumenteringsfeil har blitt forsøkt å holdes på et minimum, noe rapporten også vil gi et innblikk i. I kapittelet om målinger vil det fremgå at visse resultater ikke innfrir forventningene i like stor grad som ønskelig. Dette har medført et større fokus på måleteknikk og det vil vises vesentlig mer detaljer knyttet til enkelte av målingene enn det som først var planlagt. Resultatene av målingene viser at det lar seg gjøre å måle strålingsimpedansen til en viss grad med måleoppsettet som benyttes. Teorien rundt baffel og rør modellene har blitt brukt som en nærmeste fasit til hvordan resultatene bør være. Her har imaginærdelen av strålingsimpedansen har vist seg å samsvare godt med modellene, mens realdelen avviker i noe større grad. Målingene av endringen mellom de forskjellige omgivelsene har dessverre ikke svart helt til forventningene, spesielt ikke ved de laveste frekvensene hvor nettopp omgivelsene har størst innvirkning. Den utstålte effekten kan bare bli beregnet med denne metoden om man tar høyde for begrensningene tilknyttet baffel og rør modellene. Trykkfordelingen på overflaten til membranet og avviket fra stivt stempel tilnærmingen i modellene må kompenseres for, da spesielt ved høyere frekvenser. På grunn av problemene som oppstod i tilknytning til målingen av strålingsimpedansen i seg selv og uoverensstemmelsen med den forventete påvirkning fra omgivelsene, ble det ikke i oppgaven rukket å foreta en sammenligning av den beregnete ustrålte effekten fra målingene og en mer eksakt måling med alternativ metodikk. Rapporten kan sees på som en introduksjon til denne måleteknikken der bakgrunnsteorien for de fleste valgene er inkludert. Resultatene viser at det kanskje ikke er mulig å foreta slike målinger på en såpass primitiv måte, men det gjenstår nok en del arbeid før slike konklusjoner helt kan trekkes. Forhåpentligvis vil dette skrivet være interessant lesning og noe det kan jobbes videre med.</p>

<p>Denne diplomoppgaven beskriver videreutviklingen av konseptet filmweb.no til å bli en 3G-tjeneste basert på ISO-/IEC-standarden MPEG-21. Filmweb.no er en internettjeneste som informerer om kinotilbudet og gjør det enklere å kjøpe kinobilletter. Diplomoppgaven har resultert i et menysystem 3G-Filmweb vist i GUI. Ut fra dette menysystemet kan det sies at MPEG-21 er et rammeverk som kan gi innholdsleverandører en strukturert og kontrollert måte for multimedieleveranse. Del 2 av MPEG-21, Digital Item Declaration, har blitt benyttet til å implementere multimedieressurser og tilhørende metadata, mens del 10, Digital Item Processing, har blitt benyttet til prosesseringen. Sammen utgjør de et Digital Item som har blitt testet i et Javamiljø. Programkoden har blitt skrevet i XML, ECMAScript og Java. Digital Item er skrevet i XML siden dette er formateringsspråket til MPEG-21. Prosesseringsverktøyene fra Digital Item Processing er implementert i XML ved hjelp av ECMAScript. Java har blitt benyttet til kjøremiljø.</p>

<p>Sammendrag</p>

<p>Masteroppgaven har hatt som formål å videreutvikle en tidligere utviklet 3D delbåndskoder for video. Videreutviklingen har medført at den foreslåtte koderen kan benytte seg av høyere ordens statistikk, samt betingete sannsynligheter mellom ulike symboler. Dette er gjort ved at en mer egnet kodingsmetode i lavpassdelbåndet er valgt, samt at en kontekstbasert, adaptiv, binæraritmetisk koder (CABAC) er implementert. Den foreslåtte koderen benytter diskret cosinus transformasjon (DCT) for temporal dekomposisjon, samt en romlig dekomposisjon bestående av en 64-delbånds ikke-unitær filterbank med oktavbånd dekomposisjon i inntil tre nivåer i lavpassdelbåndet. Det dekomponerte signalet blir kvantisert med en skalar kvantiserer med dødsone, hvor dødsonen angir størrelsen på nullområdet. Grunnet effektkorrelasjonen mellom bildepunkter i de ulike nivåene i lavpassdelbåndet, kodes denne informasjonen med en modifisert utgave av "zerotree" koding. De resterende delbåndene kodes vha. zig-zag skanning og CABAC. Fordelen med denne delingen er at den foreslåtte koderen får utnyttet effektkorrelasjonen mellom nabobildepunkter innad i delbåndene (intrabånd effektkorrelasjon), effektkorrelasjonen mellom bildepunkter i de ulike delbåndene (interbånd effektkorrelasjon), samt det faktum at de fleste kilder har et fallende effektspekter. Ved å velge bort bevegelseskompensasjon, senkes kompleksiteten i den foreslåtte koderen, samtidig som den romlige dekomposisjonen kan utføres mer effektivt i form av en filterbank. "Zerotree" kodingen og implementasjonen av CABAC gjør det mulig for koderen å tilpasse seg ulike kilder, samt hver kildes temporalt og romlig varierende lokale statistikk. Optimaliseringen av koderen viser at dens ytelse er sterkt avhengig av innholdet til orginalsekvensen. Den manglende bevegelseskompensasjonen medfører at koderen oppnår høyere ytelse for rolige sekvenser enn for sekvenser med mye objekt- og kamerabevegelser. Simuleringene viser også at koderens ytelse for rolige sekvenser er sterkt avhengig av antallet rammer den temporale dekomposisjonen utføres over. Sekvenser med mye bevegelser vil derimot oppnå lavere ytelse dersom antallet rammer i den temporale dekomposisjonen øker over et visst antall. Simuleringene viser at innføringen av CABAC medfører en bitratebesparelse på 10-20% sammenlignet med en referansekoder hvor blokkbasert aritmetisk koding er benyttet. Innføringen av CABAC medfører derimot en liten økning i kjøretiden, noe som tyder på at kompleksiteten i CABAC er noe høyere enn kompleksiteten i en vanlig aritmetisk koder. Dette skyldes i hovedsak at flere kontekstmodeller benyttes, samt at modellene er adaptive. Sammenligninger med den siste standardiserte koderen fra ITU-T/ISO/IEC H.264/AVC, viser at PSNR verdiene til den foreslåtte koderen ligger 1,5-2 dB lavere enn H.264/AVC main profile for sekvensen news. Den foreslåtte koderens ytelse for sekvensen foreman er 4-5 dB lavere enn H.264/AVC. Dette skyldes i hovedsak den foreslåtte koderens temporale dekomposisjon uten bevegelsesestimering.</p>

<p>Fraktale strukturer er en måte å lage antenner med interessante egenskaper, det kan være minityrisering av antenner eller multi/bred-båndsantenner. I masteroppgaven er Hilbertfraktalen brukt til å lage en miniatyrisert ubalansert antenne. Antennen er laget som en integret invertert F antenne. Hilbertfraktalantennen er sammenlignet med en antenne laget med en modifisert Minkowskifraktal. Minkowskifraktalantennen er en integret invertert L antenne. Begge antennene er ubalanserte og referert til 50 Omega kildeimpedans. ADS Momentum er brukt som simuleringsverktøy, og endelig struktur er funnet igjennom simuleringer. Antennene er blitt produsert, og det er målt impedansegenskaper på en automatisk nettverksanalysator og strålingsdiagram i antennehallen ved NTNU. Begge antennene er rundstrålende med gain tilnærmet -2,5 dBi for Minkowskifraktalantennen og -5,6 dBi for Hilbertfraktalantennen. Her er det brukt en monopol som referanseantenne. Hilbertfraktalantennen har båndbredde på 34 MHz, mens Minkowskifraktalantennen har båndbredde på 79 MHz. Antennene har areal på 0,962 cm^{2} for Hilbertfraktalantennen og 1,15 cm^{2} for Minkowskifraktalantennen. Resultatene er interessante med hensyn på arealbruk og antenneprestasjoner, og det anbefales videre arbeid med fraktaler som basis for miniatyrantenner. Videre arbeid bør gjøres med et annet simuleringsverktøy, da ADS Momentum ikke er egnet for strålingsproblem med endelig jord og endelig substrat.</p>

<p>Oppgaven har gått ut på å lage en high-end delta-sigma DA-konverter for FPGA. Prinsippet for en slik DA-konverter er at det analoge utgangssignalet genereres ved å lavpassfiltrere et 1-bit digitalt utgangssignal fra FPGA-kretsen. For å oppnå ønsket signalkvalitet ved den 1-bit representasjonen, krever dette at det benyttes oversampling og støyforming ved hjelp av en delta-sigma-modulator. I det 1-bit utgangssignalet er benyttet pulsbredde-modulasjon (PWM), som er gunstig med tanke på de ikke-ideelle egenskaper på utgangen av FPGA-kretsen og i det analoge lavpassfilteret. På bakgrunn av oppgavebeskrivelsen ble det satt som mål at DA-konvertern skal kunne oppnå THD+N bedre enn -100 dB, samt kunne benyttes med en samplerate på 44.1 kHz som tilsvarer CD-lyd. DA-konverteren er realisert i verilog. Simuleringer viser at denne vil kunne oppnå en THD+N på -98 dB, som nok kan anses som high end, mens DA-konverteren bare vil kunne benyttes med en samplefrekvens på rundt 20 kHz, som ikke kvalifiserer til denne betegnelsen. Målene i oppgavebeskrivelsen er altså bare delvis oppfylt.</p>

<p>Det er ønskelig med nøyaktig informasjon om fysiske egenskaper som beskriver havbunnen for å kunne modellere akustisk utbredelse i vannet. Det har i denne oppgaven blitt sett på global inversjon av geoakustiske parametere. Inversjonen blir sett på som et optimaliseringsproblem, som blir løst ved hjelp av genetiske algoritmer. Med genetiske algoritmer blir responsen fra en rekke forskjellige parametersett som beskriver miljøet beregnet parallelt for å estimere løsningen. En inversjonskode er skrevet i Matlab som bruker genetiske algoritmer som optimaliseringsmetode og en forovermodell for å kalkulere data tilhørende et sett geoakustiske parametere som beskriver havbunnen. Inversjonen ble utført ved å bruke syntetiske data og to eksempler ble gjennomført. Resultatet indikerer at det er mulig å utføre inversjon av geoakustiske parametere ved å bruke genetiske algoritmer.</p>

<p>Effektforsterkere er viktige komponenter i dagens telekommunikasjonsutstyr. I de fleste trådløse kommunikasjonssystemer står effektforsterkeren for en stor andel av det totale effektforbruket. Derfor er virkningsgraden, eller effektiviteten, til denne av stor betydning. Ved å redusere overlapp mellom strøm og spenning i transistor er det mulig å bedre effektiviteten til effektforsterkere betydelig. Dette er mulig ved å reflektere harmoniske frekvenser tilbake til transistoren med riktig fase. Dette gjøres i klasse F effektforsterkere, og gir vesentlig bedre effektivitet enn tilsvarende klasse AB og B effektforsterkere. Ved design av en klasse F effektforsterker ble det sett på hvilke egenskaper denne har i forhold til en tilsvarende klasse AB design. Begge effektforsterkerne ble designet for bruk i et Inmarsat-bånd ved 1,64GHz. Det ble benyttet en GaAs MESFET-effekttransistor, beregnet for bruk i L-bånd, i design og konstruksjon av begge effektforsterkerne. I designen av klasse F effektforsterkeren var det hensiktsmessig å bruke parasittiske effekter i transistoren som en del av designen, for å oppnå ønsket refleksjon av andre- og tredjeharmonisk. Det ble benyttet diskrete passive komponenter, med små tap og gode modeller, til design og konstruksjon. ADS-simuleringer viser at det er mulig å oppnå en effektivitetsgevinst på 10 prosentpoeng ved riktig refleksjon av andre- og tredjeharmonisk. Ved hjelp av simuleringer i ADS er den harmonisk tunede klasse F designen sammenlignet med en tilsvarende klasse AB effektforsterkerdesign. Her ser en at bedret effektivitet går på bekostning av båndbredde. Effektiviteten faller også raskere med økende avstand fra senterfrekvensen, enn hva som er tilfellet for klasse AB designen. Til tross for dette har klasse F designen tilsvarende lineære egenskaper som klasse AB designen. Etter hvert som størrelsen til de harmoniske vokser vil de bidra til en gradvis økning av effektiviteten, inntil klasse F kriteriet inntreffer når transistoren drives nær metning. Begge designene gir rundt 14dB forsterkning og leverer effekter i overkant av 1W. Simulert PAE er 55,1% for klasse F effektforsterkerdesignen, og 45,1% for tilsvarende klasse AB design. Begge designene ble konstruert, og målte resultater ble sammenlignet med de simulerte. Dette viser at transistormodellen, som ble brukt ved simulering i ADS, gir et veldig konservativt estimat av forsterkning og effektivitet. Ved reduksjon av forsterkning var det mulig å oppnå tilstrekkelig stabilitet for klasse AB effektforsterkeren, der PAE ble målt til 55,3%. Det viser seg også at det er forskjeller mellom simulerte og virkelige S-parametere til transistoren. Ved konstruksjon av klasse F effektforsterkeren er det essensielt andre og tredjeharmonisk ser riktig impedans fra transistorens strømkilde for å få riktig refleksjon. I tillegg må tilpasningsnettverket gi grunnharmonisk riktig impedans for høyest effektivitet. Uten god modell for transistor, og begrensede muligheter til å måle refleksjon av harmoniske, ble det med tilgjengelig tid ikke mulig å realisere den designede klasse F effektforsterkeren. I forbindelse med skriving av en artikkel, som vil bli forsøkt publisert ved ”Radio Wireless Week 2007” i Long Beach, ble det gjennomført utfyllende målinger på en klasse AB og en klasse F effektforsterker som ble konstruert i fordypningsprosjektet. Her ble det hovedsaklig sett på tredjeordens intermodulasjonsdistorsjon. Disse målingene styrker tidligere indikasjoner som tilsier at den konstruerte klasse F effektforsterkeren gir mer lineær forsterkning enn tilsvarende klasse AB effektforsterker.</p>

<p>En klasse E forsterker er en høyeffektiv svitsjeforsterker. Teoretisk effektivitet for en klase E forsterker er 100%, men dette er ikke mulig å oppnå i praksis siden alle fysiske elementer inneholder tap. Ved å kontrollere svitsjingen riktig, reduseres overlappet mellom strøm og spenning over svitsjeelementet og effektiviteten øker. Forsterkeren er designet rundt en Gallium Arsenid (GaAs) MESFET fra Eudyna som også er brukt i klasse AB og klasse F sammenligningskretser konstruert ved NTNU. Transistoren er designet for L bånd og det er designet to forsterkere, en ved 10MHz og en ved 1.6GHz. Som vi skal se, stemmer transistormodellen bra ved 1.6GHz, men dårlig ved 10MHz. På grunn av dette var det ikke mulig å finne noe brukbart tilpasningsnettverk ved 10MHz. Ved å designe, simulere og måle er det i denne oppgaven oppnådd 67% effektivitet ved 1.6GHz, som er bedre enn tilsvarende klasse AB sammenligningskrets og også bedre enn typiske verdier for klasse E forsterkere. I tillegg til måling av effektivitet og båndbredde er inngangseffekt variert for å se på inngang/utgangskarakteristikk, selv om dette i utgangspunktet er mer interessant for en lineær forsterker. På bakgrunn av disse målingene er det mulig å se at forsterkeren oppfører seg som en tradisjonell klasse E forsterker ved 10MHz, mens ved 1.6GHz oppfører den seg som en lineær forsterker før den begynner å svitsje. Båndbredden ved 10MHz ble målt til cirka 2.25MHz, mens det var stor båndbredde rundt 1.6GHz. Båndbredden ble målt opp til 1.9GHz og under 800MHz som var laveste målte verdi.</p>

<p>I denne oppgaven skal det lages det en energihøster som skal kunne høste energi fra en luftstrømning. Det skal benyttes piezoelektrisk PVDF-film for å høste energi fra strømningen. Innledningsvis studeres tidligere arbeid innen piezoelektrisk energihøsting, ettersom flere av detaljene og designparametrene i disse arbeidene er relevante i forbindelse med utviklingen av en energihøster. Muligheten for å danne en kontrollert virveldannelse i et rør undersøkes. Eksempelvis studeres muligheten for å fremprovosere resonanser i røret som kan være egnet til å eksitere energihøsteren. Forsøkene gir dessverre ikke positivt resultat med tanke på å drive energihøsteren. Energihøsteren som lages består av et stykke innspent film som jobber mot en lukket kavitet. Filmen hviler mot en krum ramme som vender innover i kaviteten. Det lages en forenklet modell av følsomheten til energihøster som funksjon av frekvens. Denne blir forsøkt verifisert ved hjelp av målinger på energihøsteren. Det er imidlertid store forskjeller mellom den modellerte og den målte følsomheten. Til slutt prøves energihøsteren ut i røret og det viser seg at spenningen som genereres er svært lav, omkring 60 μV. Dette er altfor lavt til at energihøsteren kan benyttes i energihøstingssammenheng. En mulig årsak til at energihøsteren genererer såpass lave spenninger er at det under fremstillingen av energihøsteren oppstår problemer med innspenningen av filmmaterialet. Filmmaterialet følger ikke krumningen på rammen på en tilfredsstillende måte og dette er en medvirkende årsak til lav mottakerfølsomhet. Dette kan også være en del av forklaringen på det store avviket mellom den modellerte følsomheten og den målte. Et siste moment som også kan forklare den lave spenningen fra energihøsteren er at strømningen i røret viser seg å være turbulent. Dette gir naturlig nok høy entropi i strømningen. Når luftmolekylene er ute av takt vil netto kraft mot PVDF-membranet være liten.</p>