Apresenta-se a evolução dos sitemas de comunicação, com ênfase especial nos sistemas com tecnologia óptica. Discute-se a necessidade contínua do aumento de capacidade de tais sistemas de comunicação, e a consequente repercussão sobre os futuros sistemas ópticos. Em vista da necessidade do aumento de capacidade dos futuros sistemas de comunicação óptica, apresentam-se em seguida duas propostas recentes da literatura, sendo uma referente à realização de um gerador de pulsos ópticos estreitos, e a outra referente à implementação de um extrator de relógio realizado com técnicas ópticas. Apresenta-se um breve resumo da teoria das malhas de sincronismo de fase, ou PLLs, mostrando como as duas propostas discutidas realizam funções típicas desses sistemas. Ressalta-se a necessidade dos PLLs de sistemas ópticos possuirem ganhos de malha (parâmetro K) elevados. Após a caracterização dos requisitos necessários para PLLs de futuros sistemas ópticos, e após um resumo de alguns conceitos necessários da teoria de redes e filtros elétricos, apresentam-se dois tipos de projeto de filtros para aqueles PLLs. As duas formas de projeto tem como objetivo viabilizar o uso de filtros de tipo e ordem arbitrários. Um tipo de projeto visa a realização da função de transferência do PLL com a curva de resposta igual à de um filtro escolhido. O outro tipo de projeto parte da realização do filtro de loop do PLL com as características de um tipo de filtro escolhido, e define métodos para ajustar a função de transferência resultante para esse PLL. Apresentam-se algoritmos para o cálculo de parâmetros importantes nos dois procedimentos. Após a discussão dos dois pontos de vista de projeto, apresentam-se exemplos de realização de PLLs de acordo com as técnicas apresentadas. Para cada exemplo, mostram-se as curvas de resposta em frequência tanto do PLL como do correspondente filtro de loop, bem como o lugar das raízes e a resposta de captura do PLL obtido. O processo de captura foi estudado por simulações que procuram reproduzir o mais fielmente possível as condições reais de implementação, sem entretanto considerar efeitos de ruído. Finalmente, mencionam-se brevemente possíveis linhas de pesquisa futuras, sendo o foco principal o uso de filtros com pólos e zeros finitos. / The evolution of communication systems is discussed, with emphasis on optical technology. Special consideration is given to the continuous need for increasing the capacity of such systems, and the impact over future optical communication. In view of the great demands imposed over the capacity of future optical systems, an overview is presented of two recent proposals found in the literature, one of such proposals being the implementation of a generator of short optical pulses, and the other being a clock extractor device realized through the use of optical techniques. A brief review is made of phase-locked loop (or PLL) theory, to show how the discussed proposals could be used to realize tipical functions found in these systems. The very high loop gains (the so-called parameter K) that must be used in PLLs of optical communication systems are emphasized. After discussion of the necessary characteristics for PLLs of future optical systems, and also after a review of some concepts of the theory of electrical networks and filters, two design procedures for filters to be used in such PLLs are presented. Both designs have the goal of allowing the use of loop filters with any type and order. The first type of design has the objective to realize a PLL transfer function that has a frequency response identical to the response of a chosen type of filter. The other design starts with a chosen type of filter for a PLL loop filter, arriving to an suitable PLL transfer function. Some algorithms for determination of important design parameters are also presented. After the discussion of the two types of design, some examples of PLLs obtained by such methods are presented. For each example, frequency response curves are presented for the PLL and the respective loop filter, as well as the root locus and the capture response for the PLL so obtained. The capture process was studied through the use of simulations with parameters intended to approximate real implementation conditions, although noise effects are not considered. Finally, some possible research lines are discussed, whose main focus is on filters with finite poles and zeros.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-30112010-153611 |
| Date | 29 September 2010 |
| Creators | Pinheiro, Ricardo Bressan |
| Contributors | Piqueira, José Roberto Castilho |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | Tese de Doutorado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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