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Prof. Edson-20111 DISCIPLINA SISTEMAS DE GERENCIAMENTO I EEA102 Prof. Edson.

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1 Prof. Edson-20111 DISCIPLINA SISTEMAS DE GERENCIAMENTO I EEA102 Prof. Edson

2 Prof. Edson-20112 Objetivos Específicos da Aula: - Analise Espectral do Sinal Amostrado (Smith, Cap. 3, pag 35-44) - Filtros Passivos (Boylestad, Cap. 23 10ed., pag 694-698) - Resposta RC para Transientes (Boylestad, Cap. 24 10ed., pag 737-755) - Amplificadores Operacionais. (Notas de aula do Prof. Edson, 1983) - Análise do Circuito da Injeção Eletrônica Monoponto FATEC O livro The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing By Steven W. Smith, Ph.D. ser obtido por capítulos, gratuitamente em http://www.dspguide.com

3 Prof. Edson-20113 A conversão A/D é um processo de duas fases. A primeira é a Quantização, que é o processo de converter um sinal contínuo em discreto. A segunda fase é o processo de Codificação. O processo é uma função não linear e a resolução (Q) depende do número de estados (N) de saídas. Intersil Application Handbook, 1985.

4 Prof. Edson-20114 Intersil Application Handbook, 1985. Freqüência de Amostragem e Faixa de Passagem Suponha um sinal de amostragem SP (b) com amplitude 1 sendo multiplicado pelo sinal de entrada (a). O resultado do produto é um sinal com comportamento discreto modulado pelo sinal de entrada.

5 Prof. Edson-20115 Intersil Application Handbook, 1985. Frequência de Amostragem e Faixa de Passagem Suponha um sinal de amostragem fs (b) com amplitude “1” sendo multiplicado pelo sinal de entrada (a), mas com um um capacitor na saída. Durante o chaveamento, um valor constante é armazenado (S/H).

6 Prof. Edson-20116 Qual deve ser a frequência mínima de amostragem para não perder informação? Se um sinal contínuo, com largura de banda limitada, não contiver nenhuma frequência maior que fc, então o sinal original pode ser reconstruído sem distorção se a taxa de amostragem for maior que fc. (fc=frequência do sinal de entrada) Intersil Application Handbook, 1985. A curva de espectro de frequência mostram as amplitudes para cada valor de frequência.

7 Prof. Edson-20117 Intersil Application Handbook, 1985 Quando adicionamos um sinal de amostragem nós introduzimos novas harmônicas (1fs, 2fs, 3fs), deslocando o espectro. Caso a frequência de amostragem não for suficientemente alto, ocorrerá uma sobreposição do espectro do sinal original com a frequência de amostragem. (Aliasing=superposição) fs { "@context": "http://schema.org", "@type": "ImageObject", "contentUrl": "http://images.slideplayer.com.br/8/2271859/slides/slide_7.jpg", "name": "Prof.", "description": "Edson-20117 Intersil Application Handbook, 1985 Quando adicionamos um sinal de amostragem nós introduzimos novas harmônicas (1fs, 2fs, 3fs), deslocando o espectro. Caso a frequência de amostragem não for suficientemente alto, ocorrerá uma sobreposição do espectro do sinal original com a frequência de amostragem. (Aliasing=superposição) fs

8 Prof. Edson-20118 Digital Signal Processing, Steven W. Smith, Caltech, 1999. Exemplos de sinais com taxa de amostragem adequados. fc=9%fsfc=0%fs

9 Prof. Edson-20119 Exemplo de sinal com taxa de amostragem inadequado. Digital Signal Processing, Steven W. Smith, Caltech, 1999. fc=95%fs Frequência Alias

10 Prof. Edson-201110 Segundo o critério de Nyquist, a frequência de amostragem fs deve ser sempre maior do que duas vezes a maior frequência do sinal amostrado fc. Digital Signal Processing, Steven W. Smith, Caltech, 1999. Harry Nyquist (1889-1976) Bell Laboratories

11 Prof. Edson-201111 Espectro de um de Amostragem na de Trem de Pulsos. Como o pulso de amostragem não tem largura infinitesimal, observaremos um trem de pulsos que possui muitas harmônicas. Rogério Regazzi et al., Soluções práticas de instrumentação e automação.

12 Prof. Edson-201112 Partindo de Fourier que postula que qualquer sinal periódico pode ser representado como uma somatória adequada de sinais senoidais.

13 Prof. Edson-201113 Efeito no Sinal Amostrado Rogério Regazzi et al., Soluções práticas de instrumentação e automação.

14 Prof. Edson-201114 FILTRO PASSIVO PASSA BAIXA (FPB) Fundamentalmente, um circuito composto por um resistor e um capacitor formam um FPB passivo, cuja atenuação da amplitude do sinal de entrada é dependente da freqüência. Quanto maior a freqüência, menor será a impedância visto pela linha e como conseqüência, uma maior atenuação. Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed

15 Prof. Edson-201115 Determinação do Ganho R Xc Vi Vo Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed

16 Prof. Edson-201116 FILTRO PASSIVO PASSA ALTA (FPA) De forma oposta ao FPB, o FPA reduz a atenuação na medida que a frequência de entrada aumenta. Para sinais abaixo do ponto de corte a impedância somente aumenta, reduzindo a amplitude do sinal de saída. Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed

17 Prof. Edson-201117 Classificação dos ruídos, origem e possível solução Xc R Vi Vo Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed

18 Prof. Edson-201118 PULSO IDEAL Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed

19 Prof. Edson-201119 PULSO REAL Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed

20 Prof. Edson-201120 Circuito RC com Chaveamento Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed

21 Prof. Edson-201121 Aplicação de uma Onda Quadrada no FPB Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed

22 Prof. Edson-201122 Saída do Filtro Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed

23 Prof. Edson-201123 Amplificador Operacional com Ganho Unitário Características: Alta impedância de entrada Baixa impedância de saída Ganho unitário Ein=Eout

24 Prof. Edson-201124 Amplificador não Inversor Características: Impedância de entrada alta Corrente I R1 =I R2 Ganho = (1+R2/R1) Não se consegue ganho < 1

25 Prof. Edson-201125 Amplificar Inversor Características: Impedância de entrada igual a R1 Corrente I R1 =I R2 não importando R2 Ganho = -(R2/R1) É possível ganho < 1 Saída é invertida

26 Prof. Edson-201126 Conversor Corrente Tensão Características: Impedância de entrada igual a R Corrente I=I R Saída invertida

27 Prof. Edson-201127 Amplificador Operacional CA3140 BIMOSFET

28 Prof. Edson-201128 Amplificador Operacional CA3140

29 Prof. Edson-201129 Retificador de Valor Absoluto

30 Prof. Edson-201130 Amplificador de Pequenos Sinais

31 Prof. Edson-201131 Características das entradas analógicas

32 Prof. Edson-201132

33 Prof. Edson-201133 Fonte de Referencia de Tensão Walter Jung, IC-OP AMP Cookbook

34 Prof. Edson-201134 Amplificador Diferencial Walter Jung, IC-OP AMP Cookbook

35 Prof. Edson-201135 Walter Jung, IC-OP AMP Cookbook

36 Prof. Edson-201136 Walter Jung, IC-OP AMP Cookbook Comparador com Histerese

37 Prof. Edson-201137 Comparador com Histerese do Circuito da Aula

38 Prof. Edson-201138 Circuito Isolador do Condicionador de TPS

39 Prof. Edson-201139 Circuito da CPU

40 Prof. Edson-201140 Alguns tempos para o microcontrolador PIC16F877A com clock de 20mHz // Rotina de leitura do AD gasta em torno de ~48uS // Rotina de escrita e inversão do sinal de saída gasta em torno de ~2uS // Divisão de 2 long int gasta ~90us // Produto de 2 long int gasta ~52us // Soma e subtração de 2 long int gastam ~4us Destaque das diferenças entre o 16F877A e 18F4550


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