SISTEMAS DE GERENCIAMENTO I EEA102

Apresentação em tema: "SISTEMAS DE GERENCIAMENTO I EEA102"— Transcrição da apresentação:

1 SISTEMAS DE GERENCIAMENTO I EEA102
DISCIPLINA SISTEMAS DE GERENCIAMENTO I EEA102 Prof. Edson Prof. Edson-2011

2 Objetivos Específicos da Aula:
Analise Espectral do Sinal Amostrado (Smith, Cap. 3, pag 35-44) Filtros Passivos (Boylestad, Cap ed. , pag ) Resposta RC para Transientes (Boylestad, Cap ed. , pag ) 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 Prof. Edson-2011

3 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. Prof. Edson-2011 Intersil Application Handbook, 1985.

4 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. Prof. Edson-2011 Intersil Application Handbook, 1985.

5 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). Prof. Edson-2011 Intersil Application Handbook, 1985.

6 Intersil Application Handbook, 1985.
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) A curva de espectro de frequência mostram as amplitudes para cada valor de frequência. Prof. Edson-2011 Intersil Application Handbook, 1985.

7 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<fc Prof. Edson-2011 Intersil Application Handbook, 1985

8 fc=0%fs fc=9%fs Exemplos de sinais com taxa de amostragem adequados.
Prof. Edson-2011 Digital Signal Processing, Steven W. Smith, Caltech, 1999.

9 fc=95%fs Exemplo de sinal com taxa de amostragem inadequado.
Frequência Alias Prof. Edson-2011 Digital Signal Processing, Steven W. Smith, Caltech, 1999.

10 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. Harry Nyquist ( ) Bell Laboratories Prof. Edson-2011 Digital Signal Processing, Steven W. Smith, Caltech, 1999.

11 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. Prof. Edson-2011 Rogério Regazzi et al., Soluções práticas de instrumentação e automação.

12 Partindo de Fourier que postula que qualquer sinal periódico pode ser representado como uma somatória adequada de sinais senoidais. Prof. Edson-2011

13 Efeito no Sinal Amostrado
Prof. Edson-2011 Rogério Regazzi et al., Soluções práticas de instrumentação e automação.

14 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. Prof. Edson-2011 Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed

15 R Xc Vi Vo Determinação do Ganho Prof. Edson-2011
Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed

16 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. Prof. Edson-2011 Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed

17 Xc R Vi Vo Classificação dos ruídos, origem e possível solução
Prof. Edson-2011 Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed

18 PULSO IDEAL Prof. Edson-2011
Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed

19 PULSO REAL Prof. Edson-2011 Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed

20 Circuito RC com Chaveamento
Prof. Edson-2011 Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed

21 Aplicação de uma Onda Quadrada no FPB
Prof. Edson-2011 Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed

22 Saída do Filtro Prof. Edson-2011
Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed

23 Amplificador Operacional com Ganho Unitário
Características: Alta impedância de entrada Baixa impedância de saída Ganho unitário Ein=Eout Prof. Edson-2011

24 Amplificador não Inversor
Características: Impedância de entrada alta Corrente IR1=IR2 Ganho = (1+R2/R1) Não se consegue ganho < 1 Prof. Edson-2011

25 Amplificar Inversor Características: Impedância de entrada igual a R1
Corrente IR1=IR2 não importando R2 Ganho = -(R2/R1) É possível ganho < 1 Saída é invertida Prof. Edson-2011

26 Conversor Corrente Tensão
Características: Impedância de entrada igual a R Corrente I=IR Saída invertida Prof. Edson-2011

27 Amplificador Operacional CA3140 BIMOSFET
Prof. Edson-2011

28 Amplificador Operacional CA3140
Prof. Edson-2011

29 Retificador de Valor Absoluto
Prof. Edson-2011

30 Amplificador de Pequenos Sinais
Prof. Edson-2011

31 Características das entradas analógicas
Prof. Edson-2011

32 Prof. Edson-2011

33 Fonte de Referencia de Tensão
Prof. Edson-2011 Walter Jung, IC-OP AMP Cookbook

34 Amplificador Diferencial
Prof. Edson-2011 Walter Jung, IC-OP AMP Cookbook

35 Walter Jung, IC-OP AMP Cookbook
Prof. Edson-2011 Walter Jung, IC-OP AMP Cookbook

36 Walter Jung, IC-OP AMP Cookbook
Comparador com Histerese Prof. Edson-2011 Walter Jung, IC-OP AMP Cookbook

37 Comparador com Histerese do Circuito da Aula
Prof. Edson-2011

38 Circuito Isolador do Condicionador de TPS
Prof. Edson-2011

39 Circuito da CPU Prof. Edson-2011

40 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 Prof. Edson-2011