Mudanças entre as edições de "PSD29007-Engtelecom(2018-1) - Prof. Marcos Moecke"
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Linha 344: | Linha 344: | ||
{{collapse bottom}} | {{collapse bottom}} | ||
− | {{collapse top | + | {{collapse top | Unidade 2}} |
===Unidade 2=== | ===Unidade 2=== | ||
;Aula 7 a 9 (9, 13 e 16 mar): | ;Aula 7 a 9 (9, 13 e 16 mar): | ||
Linha 449: | Linha 449: | ||
</syntaxhighlight> | </syntaxhighlight> | ||
− | ;Aula 10 (20 mar): | + | ;Aula 10 e 11 (20 e 23 mar): |
* Projeto de filtros analógicos do tipo Chebyshev I. | * Projeto de filtros analógicos do tipo Chebyshev I. | ||
::*Determine a ordem mínima necessária considerando: <math> \omega_p </math> é a frequência de passagem do filtro LP, <math> A_p </math> é a atenuação em dB na frequência de passagem, <math> \omega_s </math> é a frequência de ''stopband'' do filtro, <math> A_s </math> é a atenuação em dB na frequência de ''stopband'', <math> \epsilon = \sqrt{10^{0.1A_p}-1 } </math>, <math> \Omega_s = \frac {\omega_s} {\omega_p} </math>, <math> \Omega_p = \frac {\omega_p} {\omega_p} = 1 </math> são as frequências de passagem e ''stopband'' do filtro protótipo. | ::*Determine a ordem mínima necessária considerando: <math> \omega_p </math> é a frequência de passagem do filtro LP, <math> A_p </math> é a atenuação em dB na frequência de passagem, <math> \omega_s </math> é a frequência de ''stopband'' do filtro, <math> A_s </math> é a atenuação em dB na frequência de ''stopband'', <math> \epsilon = \sqrt{10^{0.1A_p}-1 } </math>, <math> \Omega_s = \frac {\omega_s} {\omega_p} </math>, <math> \Omega_p = \frac {\omega_p} {\omega_p} = 1 </math> são as frequências de passagem e ''stopband'' do filtro protótipo. | ||
Linha 489: | Linha 489: | ||
:*Ver pag. 204 a 208 de <ref name="SHENOI2006"/> | :*Ver pag. 204 a 208 de <ref name="SHENOI2006"/> | ||
− | ;Aula | + | ;Aula 12 (27 mar): |
*Filtros Analógicos: | *Filtros Analógicos: | ||
:* Transformações de frequência de filtros analógicos | :* Transformações de frequência de filtros analógicos | ||
Linha 516: | Linha 516: | ||
:*Ver pag. 208 a 218 de <ref name="SHENOI2006"/> | :*Ver pag. 208 a 218 de <ref name="SHENOI2006"/> | ||
− | ;Aula | + | ;Aula 13 (03 abr): |
*Exemplos de Filtros Analógicos: | *Exemplos de Filtros Analógicos: | ||
:* Exemplo 1: Filtro passa-baixas (<math> f_p </math> = 941Hz, <math> f_s </math> = 1209 Hz, <math> A_p </math> = 1 dB, <math> A_s </math> = 20 dB) | :* Exemplo 1: Filtro passa-baixas (<math> f_p </math> = 941Hz, <math> f_s </math> = 1209 Hz, <math> A_p </math> = 1 dB, <math> A_s </math> = 20 dB) | ||
Linha 525: | Linha 525: | ||
:::*onde <math> f_p </math> (<math> \omega_p </math>) é a frequência de passagem em Hz (rad/s), <math> f_s </math> (<math> \omega_s </math>) é a frequência de rejeição em Hz (rad/s), <math> f_0 </math> (<math> \omega_0 </math>) é a frequência central em Hz (rad/s), <math> B </math> (<math> B\omega </math>) é a largura de banda em Hz (rad/s). | :::*onde <math> f_p </math> (<math> \omega_p </math>) é a frequência de passagem em Hz (rad/s), <math> f_s </math> (<math> \omega_s </math>) é a frequência de rejeição em Hz (rad/s), <math> f_0 </math> (<math> \omega_0 </math>) é a frequência central em Hz (rad/s), <math> B </math> (<math> B\omega </math>) é a largura de banda em Hz (rad/s). | ||
:::*Confira os projetos dos filtros plotando as respostas em frequência dos filtros protótipo H(p) e filtro final H(s) de cada um dos exemplos. | :::*Confira os projetos dos filtros plotando as respostas em frequência dos filtros protótipo H(p) e filtro final H(s) de cada um dos exemplos. | ||
− | |||
;Aula 13 e 14 (06 e 10 abr): | ;Aula 13 e 14 (06 e 10 abr): | ||
*Filtros Digitais: Filtros IIR: transformações do tempo contínuo no tempo discreto | *Filtros Digitais: Filtros IIR: transformações do tempo contínuo no tempo discreto | ||
Linha 532: | Linha 531: | ||
::*Obter a especificação do filtro em angulo entre 0 e 1, onde 1 corresponde a metade da frequência de amostragem (fa/2) | ::*Obter a especificação do filtro em angulo entre 0 e 1, onde 1 corresponde a metade da frequência de amostragem (fa/2) | ||
::*Obter o valor desse angulo predistorcido para compensar a distorção na frequencia causada pela transformação bilinear. | ::*Obter o valor desse angulo predistorcido para compensar a distorção na frequencia causada pela transformação bilinear. | ||
+ | <!-- | ||
+ | ::<math> \lambda= 2 tan (\frac{\theta \pi}{2}) \</math>, onde <math> \theta = \frac{f}{fa/2} \</math> | ||
− | |||
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:*passa-baixas (<math> \Omega_p= 1 </math>) -> passa-baixas (<math> \omega_p</math>) | :*passa-baixas (<math> \Omega_p= 1 </math>) -> passa-baixas (<math> \omega_p</math>) | ||
::*Substituição de variáveis <math> p = \frac{s}{\omega_p}</math> | ::*Substituição de variáveis <math> p = \frac{s}{\omega_p}</math> | ||
Linha 555: | Linha 554: | ||
:*Ver pag. 219 a 229 de <ref name="SHENOI2006"/> | :*Ver pag. 219 a 229 de <ref name="SHENOI2006"/> | ||
:*Ver pag. 403 a 415 e 434 a 435 de <ref name="DINIZ2014"/> | :*Ver pag. 403 a 415 e 434 a 435 de <ref name="DINIZ2014"/> | ||
− | + | --> | |
− | + | ;Aula 15 e 15 (10 e 13 abr): | |
− | ;Aula | ||
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*Filtros Digitais: Filtros IIR: Uso do Matlab. | *Filtros Digitais: Filtros IIR: Uso do Matlab. | ||
::*Ver as funções de discretização usadas no Matlab: [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/bilinear.html bilinear], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/impinvar.html impinvar] | ::*Ver as funções de discretização usadas no Matlab: [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/bilinear.html bilinear], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/impinvar.html impinvar] | ||
Linha 570: | Linha 564: | ||
:* Outros tipos de filtros IIR: [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/yulewalk.html yulewalk], [https://www.mathworks.com/help/dsp/ref/iirnotch.html iirnotch], [https://www.mathworks.com/help/dsp/ref/iirpeak.html iirpeak], [https://www.mathworks.com/help/dsp/ref/iircomb.html iircomb],[http://www.mathworks.com/help/signal/ref/filtfilt.html filtfilt], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/maxflat.html maxflat], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/invfreqz.html invfreqz] e outros filtros de [http://www.mathworks.com/help/signal/ug/parametric-modeling.html modelagem paramétrica]. | :* Outros tipos de filtros IIR: [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/yulewalk.html yulewalk], [https://www.mathworks.com/help/dsp/ref/iirnotch.html iirnotch], [https://www.mathworks.com/help/dsp/ref/iirpeak.html iirpeak], [https://www.mathworks.com/help/dsp/ref/iircomb.html iircomb],[http://www.mathworks.com/help/signal/ref/filtfilt.html filtfilt], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/maxflat.html maxflat], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/invfreqz.html invfreqz] e outros filtros de [http://www.mathworks.com/help/signal/ug/parametric-modeling.html modelagem paramétrica]. | ||
− | |||
{{collapse bottom}} | {{collapse bottom}} | ||
− | + | ||
− | {{collapse top| Unidade 3}} | + | {{collapse top| Unidade 3}} |
+ | |||
===Unidade 3=== | ===Unidade 3=== | ||
− | ;Aula | + | ;Aula 17 (17 abr): |
*Filtros Digitais: Filtros FIR | *Filtros Digitais: Filtros FIR | ||
:*Filtros de fase linear: simétricos e antisimétricos (Tipo 1, 2, 3 e 4) | :*Filtros de fase linear: simétricos e antisimétricos (Tipo 1, 2, 3 e 4) | ||
:*Filtros de fase linear: propriedades (respostas em frequência possíveis, distribuição dos zeros em simetria quadrantal) | :*Filtros de fase linear: propriedades (respostas em frequência possíveis, distribuição dos zeros em simetria quadrantal) | ||
− | ;Aula | + | |
+ | ;Aula 18 (20 abr) | ||
:*Coeficientes da série de Fourier de filtros ideias: LP, HP, BP, BS | :*Coeficientes da série de Fourier de filtros ideias: LP, HP, BP, BS | ||
::*Passa-baixas (''Low-pass'') | ::*Passa-baixas (''Low-pass'') | ||
Linha 591: | Linha 586: | ||
:*Janela retangular, fenômeno de Gibbs | :*Janela retangular, fenômeno de Gibbs | ||
− | ;Aula ( | + | ;Aula 19-20 (24-27 abr) |
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:*Estudar no Matlab as funções [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/wintool.html wintool], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/wvtool.html wvtool], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/window.html window] | :*Estudar no Matlab as funções [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/wintool.html wintool], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/wvtool.html wvtool], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/window.html window] | ||
Linha 648: | Linha 639: | ||
:*Ver pag. 256 a 265 de <ref name="SHENOI2006"/> | :*Ver pag. 256 a 265 de <ref name="SHENOI2006"/> | ||
:*Ver artigos: | :*Ver artigos: | ||
− | ::*[ | + | ::*[https://ieeexplore-ieee-org.ez130.periodicos.capes.gov.br/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=21693 A new window and comparison to standard windows] Yeong Ho Ha ; Pearce, J.A. IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing, Feb. 1989, Vol.37(2), pp.298-301. |
− | ::*[ | + | ::*[https://ieeexplore.ieee.org.ez130.periodicos.capes.gov.br/stamp/stamp.jsp?arnumber=1163506 Some windows with very good sidelobe behavior] Nuttall, A. IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing, February 1981, Vol.29(1), pp.84-91 |
− | ;Aula | + | ;Aula 21 (4 mai) |
*Filtros Digitais: Filtros FIR: | *Filtros Digitais: Filtros FIR: | ||
:*Projeto de filtro FIR utilizando janelas temporais fixas. | :*Projeto de filtro FIR utilizando janelas temporais fixas. | ||
Linha 678: | Linha 669: | ||
::*Projete os dois filtros projetados anteriormente como IIR, utilizando 3 janelas diferentes. Compare os filtros obtidos com os filtros IIR. | ::*Projete os dois filtros projetados anteriormente como IIR, utilizando 3 janelas diferentes. Compare os filtros obtidos com os filtros IIR. | ||
− | ;Aula | + | ;Aula 22 e 23 (8 e 11 mai) |
*Filtros Digitais: Filtros FIR | *Filtros Digitais: Filtros FIR | ||
*Projeto de filtro FIR utilizando janelas temporais ajustáveis | *Projeto de filtro FIR utilizando janelas temporais ajustáveis | ||
Linha 719: | Linha 710: | ||
:*Ver as funções [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/fir1.html fir1], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/kaiserord.html kaiserord] do Matlab. | :*Ver as funções [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/fir1.html fir1], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/kaiserord.html kaiserord] do Matlab. | ||
:*Ver pag. 266 a 273 de <ref name="SHENOI2006"/> | :*Ver pag. 266 a 273 de <ref name="SHENOI2006"/> | ||
− | |||
− | |||
− | |||
:* Uso das funções [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/window.html window] e [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/fir1.html fir1] do Matlab para projeto de filtro FIR | :* Uso das funções [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/window.html window] e [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/fir1.html fir1] do Matlab para projeto de filtro FIR | ||
Linha 734: | Linha 722: | ||
</syntaxhighlight> | </syntaxhighlight> | ||
+ | ;Aula 24 (15 mai) | ||
:*Filtro de Parks-McClellan. Funções [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/firpm.html firpm] e [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/firpmord.html firpmord]. | :*Filtro de Parks-McClellan. Funções [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/firpm.html firpm] e [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/firpmord.html firpmord]. | ||
:*[http://mathworld.wolfram.com/RemezAlgorithm.html Remez exchange algorithm] - o básico em Wolfram Alpha | :*[http://mathworld.wolfram.com/RemezAlgorithm.html Remez exchange algorithm] - o básico em Wolfram Alpha | ||
Linha 739: | Linha 728: | ||
:*[http://www.ee.ic.ac.uk/hp/staff/dmb/courses/DSPDF/00700_OptimalFIR.pdf] | :*[http://www.ee.ic.ac.uk/hp/staff/dmb/courses/DSPDF/00700_OptimalFIR.pdf] | ||
− | |||
*Filtros Digitais: Filtros FIR | *Filtros Digitais: Filtros FIR | ||
*Uso do [http://www.mathworks.com/help/signal/examples/introduction-to-the-filter-design-and-analysis-tool-fdatool.html] [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/fdatool.html Fdatool] para projeto de filtro IIR, FIR equiripple e FIR com janela. | *Uso do [http://www.mathworks.com/help/signal/examples/introduction-to-the-filter-design-and-analysis-tool-fdatool.html] [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/fdatool.html Fdatool] para projeto de filtro IIR, FIR equiripple e FIR com janela. | ||
Linha 750: | Linha 738: | ||
Ar = 40 dB; | Ar = 40 dB; | ||
</syntaxhighlight> | </syntaxhighlight> | ||
+ | |||
{{collapse bottom}} | {{collapse bottom}} | ||
{{collapse top| Unidade 4}} | {{collapse top| Unidade 4}} | ||
+ | |||
===Unidade 4=== | ===Unidade 4=== | ||
− | ;Aula | + | ;Aula 25 (18 Mai): |
*Realização de Filtros | *Realização de Filtros | ||
:* Realização de filtros FIR: Forma Direta. | :* Realização de filtros FIR: Forma Direta. | ||
Linha 786: | Linha 776: | ||
:*Ver pag. 303 a 312 de <ref name="SHENOI2006"/>. | :*Ver pag. 303 a 312 de <ref name="SHENOI2006"/>. | ||
− | ;Aula | + | ;Aula 26 (22 Mai): |
:* Realização de Filtros usando o comando [http://www.mathworks.com/help/dsp/ref/realizemdl.html realizemdl] do MatLab | :* Realização de Filtros usando o comando [http://www.mathworks.com/help/dsp/ref/realizemdl.html realizemdl] do MatLab | ||
<syntaxhighlight lang=matlab> | <syntaxhighlight lang=matlab> | ||
Linha 812: | Linha 802: | ||
realizemdl(hFIR,'MapCoeffsToPorts','on'); | realizemdl(hFIR,'MapCoeffsToPorts','on'); | ||
</syntaxhighlight> | </syntaxhighlight> | ||
− | |||
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− | |||
− | |||
− | |||
:* Realização de filtros IIR de 2ª ordem: Forma Direta I e II, e Forma Transposta I e II. | :* Realização de filtros IIR de 2ª ordem: Forma Direta I e II, e Forma Transposta I e II. | ||
:<math> H(z) = \frac{Y(z)}{X(z)}, H(z) = \frac{b_0 z^2 + b_1 z^1 + b_2}{z^2 + a_1 z^1 + a_2}, H(z) = \frac{b_0 + b_1 z^{-1} + b_2 z^{-2}}{1 + a_1 z^{-1} + a_2 z^{-2}} </math> | :<math> H(z) = \frac{Y(z)}{X(z)}, H(z) = \frac{b_0 z^2 + b_1 z^1 + b_2}{z^2 + a_1 z^1 + a_2}, H(z) = \frac{b_0 + b_1 z^{-1} + b_2 z^{-2}}{1 + a_1 z^{-1} + a_2 z^{-2}} </math> | ||
Linha 872: | Linha 854: | ||
:*[http://www.mathworks.com/help/signal/ug/filter-design-gallery.html Filter Design Gallery] | :*[http://www.mathworks.com/help/signal/ug/filter-design-gallery.html Filter Design Gallery] | ||
:*Função para projeto de filtros - [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/designfilt.html designfilt] | :*Função para projeto de filtros - [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/designfilt.html designfilt] | ||
+ | <!-- | ||
+ | |||
+ | * Realização de filtros FIR: Cascata, Polifase | ||
+ | :*Vantagens do uso de filtro Polifase: | ||
+ | ::1) Quando o sinal será subamostrado (downsampling) de "D" amostras após a filtragem, a complexidade da implementação é reduzida de "D" vezes, pois apenas uma das "fases" precisa ser implementada. | ||
+ | ::2) Para reduzir o harware a ser implementado, é possível implementar apenas uma das "fases" do filtro e trocar "D" vezes os coeficientes. | ||
+ | ::* Ver [http://www.mathworks.com/help/dsp/ref/polyphase.html polyphase], [http://www.mathworks.com/help/dsp/ref/mfilt.firdecim.html mfilt.firdecim], [http://www.mathworks.com/help/dsp/ref/dsp.firdecimator-class.html dsp.FIRDecimator] | ||
+ | --> | ||
+ | ;Aula 27 e 28 (25 e 29 mai): | ||
+ | As aulas foram suspensas pela direção do campus em funções da '''GREVE DOS CAMINHONEIROS''' | ||
− | ;Aula | + | ;Aula 29 (05 jun) |
*Filtros Digitais: Quantização | *Filtros Digitais: Quantização | ||
:*Ver [https://www.mathworks.com/help/dsp/ref/fixed-point-filter-properties.html Fixed-Point Filter Properties] | :*Ver [https://www.mathworks.com/help/dsp/ref/fixed-point-filter-properties.html Fixed-Point Filter Properties] | ||
Linha 889: | Linha 881: | ||
</syntaxhighlight> | </syntaxhighlight> | ||
− | + | *Utilizando o filtro projetado na AE2 e AE3, faça a realização desse filtro quantizando-o com o menor número de bits, que preserve a especificação do mesmo. Se necessário o projeto inicial pode ser modificado inserindo ganhos de guarda na passagem, na rejeição, e também uma banda de guarda na especificação inicial das frequências de passagem e rejeição. | |
− | *Utilizando o filtro projetado na AE2 e AE3, faça a realização desse filtro quantizando-o com o menor número de bits, que preserve a especificação do mesmo. Se necessário o projeto inicial pode ser modificado inserindo ganhos de guarda na passagem, na rejeição, e também uma banda de | ||
*Verifique qual dos filtros IIR ou FIR resulta na menor área para a sua realização. | *Verifique qual dos filtros IIR ou FIR resulta na menor área para a sua realização. | ||
+ | :*Ler [http://www.clivemaxfield.com/diycalculator/sp-round.shtml Tipos de arredondamento], [https://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1274485 An introduction to different rounding algorithms] | ||
− | ;Aula | + | ;Aula 30 (08 jun): |
:*Uso do Simulink | :*Uso do Simulink | ||
::* Uso dos blocos de simulação [http://www.mathworks.com/help/simulink/slref/sinewave.html sinewave], [http://www.mathworks.com/help/simulink/slref/floatingscope.html scope] e [http://www.mathworks.com/help/dsp/ref/spectrumanalyzer.html Spectrum Analyzer]. | ::* Uso dos blocos de simulação [http://www.mathworks.com/help/simulink/slref/sinewave.html sinewave], [http://www.mathworks.com/help/simulink/slref/floatingscope.html scope] e [http://www.mathworks.com/help/dsp/ref/spectrumanalyzer.html Spectrum Analyzer]. | ||
Linha 899: | Linha 891: | ||
::*[https://www.mathworks.com/help/simulink/gs/create-a-simple-model.html?s_cid=learn_doc Create Simple Model] [https://www.mathworks.com/videos/getting-started-with-simulink-118723.html] | ::*[https://www.mathworks.com/help/simulink/gs/create-a-simple-model.html?s_cid=learn_doc Create Simple Model] [https://www.mathworks.com/videos/getting-started-with-simulink-118723.html] | ||
− | ;Aula | + | ;Aula 31 (12 jun): |
:*Uso do Simulink | :*Uso do Simulink | ||
:*Tipos de Solver ([http://www.mathworks.com/help/simulink/ug/choosing-a-solver.html Choose a Solver]). | :*Tipos de Solver ([http://www.mathworks.com/help/simulink/ug/choosing-a-solver.html Choose a Solver]). | ||
Linha 913: | Linha 905: | ||
:::*É importante ler informações complementares sobre, [http://www.mathworks.com/help/simulink/sample-time.html Tempo de amostragem (Time Sample)], [http://www.mathworks.com/help/simulink/ug/how-to-view-sample-time-information.html View Sample Time Information], [http://www.mathworks.com/help/simulink/slref/concatenate.html Vector Concatenate, Matrix Concatenate] | :::*É importante ler informações complementares sobre, [http://www.mathworks.com/help/simulink/sample-time.html Tempo de amostragem (Time Sample)], [http://www.mathworks.com/help/simulink/ug/how-to-view-sample-time-information.html View Sample Time Information], [http://www.mathworks.com/help/simulink/slref/concatenate.html Vector Concatenate, Matrix Concatenate] | ||
Para configurar o Simulink para sistemas discretos execute o comando dspstartup.m antes de abrir um novo modelo. | Para configurar o Simulink para sistemas discretos execute o comando dspstartup.m antes de abrir um novo modelo. | ||
+ | |||
{{collapse bottom}} | {{collapse bottom}} | ||
− | {{collapse top | + | {{collapse top| Unidade 5 - PROJETO FINAL}} |
===Unidade 5 - PROJETO FINAL=== | ===Unidade 5 - PROJETO FINAL=== | ||
− | ;Aula 30 ( | + | |
+ | ;Aula 30 (15 jun): | ||
*Apresentação do projeto Final | *Apresentação do projeto Final | ||
− | :* Descrição do projeto ''' | + | :* Descrição do projeto '''AE3 - Projeto de um Detector de DTMF''' |
:* Estudar os blocos do Simulink: [https://www.mathworks.com/help/dsp/ref/timescope.html Time Scope], [https://www.mathworks.com/help/dsp/ref/spectrumanalyzer.html Spectrum Analyzer], [https://www.mathworks.com/help/dsp/ref/sinewave.html Sine Wave], [https://www.mathworks.com/help/dsp/ref/chirp.html Chirp], [https://www.mathworks.com/help/dsp/ref/randomsource.html Random Source], [https://www.mathworks.com/help/dsp/ref/signalfromworkspace.html Signal From Workspace], [https://www.mathworks.com/help/dsp/ref/frommultimediafile.html From Multimedia File]. | :* Estudar os blocos do Simulink: [https://www.mathworks.com/help/dsp/ref/timescope.html Time Scope], [https://www.mathworks.com/help/dsp/ref/spectrumanalyzer.html Spectrum Analyzer], [https://www.mathworks.com/help/dsp/ref/sinewave.html Sine Wave], [https://www.mathworks.com/help/dsp/ref/chirp.html Chirp], [https://www.mathworks.com/help/dsp/ref/randomsource.html Random Source], [https://www.mathworks.com/help/dsp/ref/signalfromworkspace.html Signal From Workspace], [https://www.mathworks.com/help/dsp/ref/frommultimediafile.html From Multimedia File]. | ||
− | ;Aula 31 a | + | ;Aula 31 a 39 (19 jun a 3 jul): |
− | * Aula de projeto (implementação da | + | * Aula de projeto (implementação da detector DTMF) |
+ | ;Aula 40 (6 jul): | ||
+ | * Apresentação do projeto (avaliação individual) | ||
+ | <!-- | ||
;Aula 34 (14 Dez): | ;Aula 34 (14 Dez): | ||
:*Uso do HDL Coder | :*Uso do HDL Coder | ||
Linha 987: | Linha 984: | ||
;Aula 35 a 37 (26 Jun a 3 Jul): | ;Aula 35 a 37 (26 Jun a 3 Jul): | ||
*Implementação do projeto final. | *Implementação do projeto final. | ||
+ | --> | ||
{{collapse bottom}} | {{collapse bottom}} | ||
− | |||
==Avaliações== | ==Avaliações== | ||
Linha 1 002: | Linha 999: | ||
{{collapse bottom}} | {{collapse bottom}} | ||
+ | <!-- | ||
{{collapse top | expand = true | AE1 - Revisão de Sinais e Sistemas (prazo e forma de entrega ver na plataforma AVA)}} | {{collapse top | expand = true | AE1 - Revisão de Sinais e Sistemas (prazo e forma de entrega ver na plataforma AVA)}} | ||
*Esta atividade poderá ser desenvolvida individualmente ou em duplas (de no máximo duas pessoas). No dia 9/03 os alunos deverão informar os nomes das duplas. | *Esta atividade poderá ser desenvolvida individualmente ou em duplas (de no máximo duas pessoas). No dia 9/03 os alunos deverão informar os nomes das duplas. | ||
− | + | ||
:* ATIVIDADE 1 - Experimento 1.2 | :* ATIVIDADE 1 - Experimento 1.2 | ||
# Varie o valor da frequência de amostragem de 6 até 20 Hz e observe: | # Varie o valor da frequência de amostragem de 6 até 20 Hz e observe: | ||
Linha 1 075: | Linha 1 073: | ||
|} | |} | ||
</center> | </center> | ||
− | + | ||
* Enviar o relatório (em pdf) incluindo as principais figuras obtidas e as respostas e conclusões na plataforma AVA. | * Enviar o relatório (em pdf) incluindo as principais figuras obtidas e as respostas e conclusões na plataforma AVA. | ||
* Para a geração de documentação/relatórios técnicos/artigos, está disponibilizada a [https://www.sharelatex.com?r=205ee4bd&rm=d&rs=b Plataforma Sharelatex]. Utilize preferencialmente o [http://pt.sharelatex.com/project/5980bfd0b8ec417a1f5e71d8 modelo de artigo no padrão ABNT] em 1 coluna. Se quiser pode utilizar o publish do matlab mas entregue o documento em pdf, com as respostas solicitadas e as conclusões de cada Atividade. | * Para a geração de documentação/relatórios técnicos/artigos, está disponibilizada a [https://www.sharelatex.com?r=205ee4bd&rm=d&rs=b Plataforma Sharelatex]. Utilize preferencialmente o [http://pt.sharelatex.com/project/5980bfd0b8ec417a1f5e71d8 modelo de artigo no padrão ABNT] em 1 coluna. Se quiser pode utilizar o publish do matlab mas entregue o documento em pdf, com as respostas solicitadas e as conclusões de cada Atividade. | ||
{{collapse bottom}} | {{collapse bottom}} | ||
+ | --> | ||
− | + | {{collapse top | AE1 - Projeto de Filtros Digitais IIR (Entrega e prazos ver Moodle)}} | |
− | {{collapse top | | + | Esta avaliação visa verificar se você conhece a metodologia de projeto de filtros digitais IIR: (a) projeto de um filtro protótipo analógico passa-baixas H(p); (b) transformação em frequência do filtro H(p) -> H(s), obtendo o filtro LP, HP, BP, BS, conforme o tipo de filtro desejado; (c) transformação do filtro analógico em filtro digital H(s) -> H(z) utilizando a transformação "Bilinear" ou pela transformação "Invariante ao Impulso". Nesta avaliação é solicitado que cada equipe realize o projeto de 4 filtros, e trabalhos individuais serão 3 filtros. Para todos os filtros considere como valores default fa = 8 kHz, Gp = 0 dB, Ap = 0.5 dB e As = 30 dB (exceto se indica outro valor na tabela abaixo. Os filtro BP deverão ter apenas o BP1 projetado conforme o procedimento completo, sendo que nos demais deverá ser aproveitado o filtro H(p) para obtê-los. |
− | Esta avaliação visa verificar se você conhece a metodologia de projeto de filtros digitais IIR: (a) projeto de um filtro protótipo analógico passa-baixas H(p); (b) transformação em frequência do filtro H(p) -> H(s), obtendo o filtro LP, HP, BP, BS, conforme o tipo de filtro desejado; (c) transformação do filtro analógico em filtro digital H(s) -> H(z) utilizando a transformação "Bilinear" ou pela transformação "Invariante ao Impulso". Nesta avaliação é solicitado que cada equipe realize o projeto de | ||
{| class="wikitable" border="1" cellpadding="3" cellspacing="0" style="text-align:left; font-size:100%" bgcolor="#efefef" | {| class="wikitable" border="1" cellpadding="3" cellspacing="0" style="text-align:left; font-size:100%" bgcolor="#efefef" | ||
Linha 1 090: | Linha 1 088: | ||
! scope="col" width=20% align="center"| Filtro 3 | ! scope="col" width=20% align="center"| Filtro 3 | ||
! scope="col" width=20% align="center"| Filtro 4 | ! scope="col" width=20% align="center"| Filtro 4 | ||
− | |||
|- | |- | ||
| Equipe 1 | | Equipe 1 | ||
− | | LP - (f1 = | + | | LP - (f1 = 950 Hz; f2 = 1300 Hz, As = 30 dB, Butterworth) |
− | | HP - (f1 = | + | | HP - (f1 = 950 Hz; f2 = 1300 Hz, As = 30 dB, Chebychev 1) |
| BP1 - (f1 = 627 Hz; f2 = 683 Hz, f3 = 711 Hz; f4 = 767 Hz, Elíptico ) | | BP1 - (f1 = 627 Hz; f2 = 683 Hz, f3 = 711 Hz; f4 = 767 Hz, Elíptico ) | ||
− | | | + | | BS1 - (f1 = 1202 Hz; f2 = 1309 Hz, f3 = 1363 Hz; f4 = 1470 Hz, Elíptico ) |
− | |||
|- | |- | ||
| Equipe 2 | | Equipe 2 | ||
− | | LP - (f1 = | + | | LP - (f1 = 950 Hz; f2 = 1300 Hz, As = 25 dB, Chebychev 1) |
− | | HP - (f1 = | + | | HP - (f1 = 950 Hz; f2 = 1300 Hz,, As = 25 dB, Butterworth) |
| BP1 - (f1 = 847 Hz; f2 = 922 Hz, f3 = 960 Hz; f4 = 1035 Hz, Chebychev 2 ) | | BP1 - (f1 = 847 Hz; f2 = 922 Hz, f3 = 960 Hz; f4 = 1035 Hz, Chebychev 2 ) | ||
− | | | + | | BS1 - (f1 = 1329 Hz; f2 = 1447Hz, f3 = 1507 Hz; f4 = 1625 Hz, Chebychev 2 ) |
− | |||
|- | |- | ||
| Equipe 3 | | Equipe 3 | ||
− | | LP - (f1 = | + | | LP - (f1 = 1050 Hz; f2 = 1400 Hz, As = 30 dB, Chebychev 1) |
− | | HP - (f1 = | + | | HP - (f1 = 1050 Hz; f2 = 1400 Hz, As = 20 dB, Butterworth) |
− | | | + | | BS1- (f1 = 767 Hz; f2 = 835 Hz, f3 = 869 Hz; f4 = 937 Hz, Elíptico ) |
− | | | + | | BP1 - (f1 = 693 Hz; f2 = 755 Hz, f3 = 785 Hz; f4 = 847 Hz, Elíptico ) |
− | |||
|- | |- | ||
| Equipe 4 | | Equipe 4 | ||
− | | LP - (f1 = | + | | LP - (f1 = 1050 Hz; f2 = 1400 Hz, As = 25 dB, Butterworth) |
− | | HP - (f1 = | + | | HP - (f1 = 1050 Hz; f2 = 1400 Hz, As = 35 dB, Chebychev 1) |
| BP1 - (f1 = 1088 Hz; f2 = 1185 Hz, f3 = 1233 Hz; f4 = 1330 Hz, Chebychev 2 ) | | BP1 - (f1 = 1088 Hz; f2 = 1185 Hz, f3 = 1233 Hz; f4 = 1330 Hz, Chebychev 2 ) | ||
− | | | + | | BS1 - (f1 = 1329 Hz; f2 = 1447Hz, f3 = 1507 Hz; f4 = 1625 Hz, Chebychev 2 ) |
− | |||
|- | |- | ||
| Equipe 5 | | Equipe 5 | ||
− | | LP - (f1 = | + | | LP - (f1 = 850 Hz; f2 = 1200 Hz, As = 35 dB, Chebychev 1) |
− | | HP - (f1 = | + | | HP - (f1 = 850 Hz; f2 = 1200 Hz, As = 25 dB, Butterworth) |
| BP1 - (f1 = 693 Hz; f2 = 755 Hz, f3 = 785 Hz; f4 = 847 Hz, Elíptico ) | | BP1 - (f1 = 693 Hz; f2 = 755 Hz, f3 = 785 Hz; f4 = 847 Hz, Elíptico ) | ||
− | | | + | | BS1 - (f1 = 1202 Hz; f2 = 1309 Hz, f3 = 1363 Hz; f4 = 1470 Hz, Elíptico ) |
|} | |} | ||
Linha 1 131: | Linha 1 124: | ||
:: <math> f_N </math> - são as "N" frequência de especificação do filtro dadas em Hertz (kHz ou MHz); f_a é a frequência de amostragem dos sinais e do sistema. | :: <math> f_N </math> - são as "N" frequência de especificação do filtro dadas em Hertz (kHz ou MHz); f_a é a frequência de amostragem dos sinais e do sistema. | ||
:: <math> f_p </math> - frequência de passagem; <math> f_r </math> - frequência de rejeição, <math> A_p </math> - Atenuação máxima na banda de passagem (dB), <math> A_r </math> - Atenuação mínima na banda de rejeição (dB), <math> G_p </math> - Ganho médio na banda de passagem (dB). | :: <math> f_p </math> - frequência de passagem; <math> f_r </math> - frequência de rejeição, <math> A_p </math> - Atenuação máxima na banda de passagem (dB), <math> A_r </math> - Atenuação mínima na banda de rejeição (dB), <math> G_p </math> - Ganho médio na banda de passagem (dB). | ||
− | :*Os filtros LP e HP devem ser realizados utilizando a aproximação de Butterworth ou Chebyshev tipo 1 (devendo ser todos os calculados efetuados a partir das equações), enquanto os filtros BP devem ser realizados utilizando a aproximação de Chebyshev tipo 2 ou Euler (podendo ser calculada a função H(p) a partir das funções do Matlab. | + | :*Os filtros LP e HP devem ser realizados utilizando a aproximação de Butterworth ou Chebyshev tipo 1 (devendo ser todos os calculados efetuados a partir das equações), enquanto os filtros BP e BS devem ser realizados utilizando a aproximação de Chebyshev tipo 2 ou Euler (podendo ser calculada a função H(p) a partir das funções do Matlab. |
− | :* A tabela acima indica o tipo de filtro que cada equipe deve utilizar | + | :* A tabela acima indica o tipo de filtro que cada equipe deve utilizar. |
:* Para ambos filtros deve indicada a ordem do filtro, o valor de polos e zeros, e as equações de H(p), H(s), H(z). | :* Para ambos filtros deve indicada a ordem do filtro, o valor de polos e zeros, e as equações de H(p), H(s), H(z). | ||
:* Deve ser apresentado de forma gráfica a resposta em frequência dos filtros (ganho em dB e fase) dos filtros (a) protótipo H(p), (b) Filtro analógico H(s) e Filtro digital H(z). Para mostrar que os filtros atendem a especificação utilize uma mascara com as especificações. | :* Deve ser apresentado de forma gráfica a resposta em frequência dos filtros (ganho em dB e fase) dos filtros (a) protótipo H(p), (b) Filtro analógico H(s) e Filtro digital H(z). Para mostrar que os filtros atendem a especificação utilize uma mascara com as especificações. | ||
Linha 1 141: | Linha 1 134: | ||
:* Escreva um relatório técnico em PDF mostrando os resultados obtidos e comentando os resultados obtidos. Não é necessário apresentar a teoria utilizado para o projeto, mas todos os cálculos e metodologia utilizada devem estar documentados. | :* Escreva um relatório técnico em PDF mostrando os resultados obtidos e comentando os resultados obtidos. Não é necessário apresentar a teoria utilizado para o projeto, mas todos os cálculos e metodologia utilizada devem estar documentados. | ||
− | :* Envie o relatório em pdf e os arquivos ".m" utilizados na plataforma | + | :* Envie o relatório em pdf e os arquivos ".m" utilizados na plataforma Moodle. |
{{collapse bottom}} | {{collapse bottom}} | ||
− | {{collapse top | + | {{collapse top | AE2 - Projeto de Filtros Digitais FIR (Entrega e prazos ver Moodle)}} |
− | Esta avaliação visa verificar se você conhece a metodologia de projeto de filtros digitais FIR: (a) Projeto de filtros com Janela | + | Esta avaliação visa verificar se você conhece a metodologia de projeto de filtros digitais FIR: (a) Projeto de filtros com Janela fixas e ajustáveis; (b) Projeto de filtros com o algoritmo de Parks-McCleallan; Nesta avaliação é solicitado que cada equipe realize os mesmos filtros projeto de filtros da atividade AE1 (somente os filtros 1 a 3). |
:*O filtro LP deve ser realizado utilizando uma janela fixa calculando os valores dos coeficientes da série de Fourier, os valores do vetor da janela podem ser obtidos usando as funções do Matlab. . | :*O filtro LP deve ser realizado utilizando uma janela fixa calculando os valores dos coeficientes da série de Fourier, os valores do vetor da janela podem ser obtidos usando as funções do Matlab. . | ||
− | :*O | + | :*O filtro HP deve ser realizado utilizando uma janela ajustável de Kaiser, podendo ser utilizado diretamente funções do Matlab que calculam a janela. |
− | :* | + | :*O filtro BP deve ser projetado usando o algoritmo de Parks-McCleallan. |
:* Procure obter em cada caso a menor ordem que possibilite ter uma resposta de frequência que atende a sua especificação. | :* Procure obter em cada caso a menor ordem que possibilite ter uma resposta de frequência que atende a sua especificação. | ||
:* Para todos filtros deve indicada a ordem do filtro. | :* Para todos filtros deve indicada a ordem do filtro. | ||
− | :* Deve ser apresentado de forma gráfica a resposta em frequência dos filtros (ganho em dB e fase) dos | + | :* Deve ser apresentado de forma gráfica a resposta em frequência dos filtros (ganho em dB e fase) dos filtros digitais H(z). |
:* Deve ser apresentado o diagrama dos pólos e zeros do filtro H(z) | :* Deve ser apresentado o diagrama dos pólos e zeros do filtro H(z) | ||
− | :* Utilize a mesma escala em dB para os filtros. Nas abcissas utilize uma escala em Hz (kHz ou MHz). Utilize uma mascara com cor diferenciada para indicar claramente a especificação do filtro, e crie um segundo gráfico mostrando claramente a banda de passagem conforme ilustrado nas figuras da atividade | + | :* Utilize a mesma escala em dB para os filtros. Nas abcissas utilize uma escala em Hz (kHz ou MHz). Utilize uma mascara com cor diferenciada para indicar claramente a especificação do filtro, e crie um segundo gráfico mostrando claramente a banda de passagem conforme ilustrado nas figuras da atividade AE1. |
:* Escreva um relatório técnico em PDF mostrando os resultados obtidos e comentando os resultados obtidos. Não é necessário apresentar a teoria utilizado para o projeto, mas todos os cálculos e metodologia utilizada devem estar documentados. Note este relatório é simplificado, mas é necessário uma análise textual dos resultados. | :* Escreva um relatório técnico em PDF mostrando os resultados obtidos e comentando os resultados obtidos. Não é necessário apresentar a teoria utilizado para o projeto, mas todos os cálculos e metodologia utilizada devem estar documentados. Note este relatório é simplificado, mas é necessário uma análise textual dos resultados. | ||
− | :* Envie o relatório em pdf e os arquivos ".m" utilizados na plataforma | + | :* Envie o relatório em pdf e os arquivos ".m" utilizados na plataforma Moodle. |
{{collapse bottom}} | {{collapse bottom}} | ||
+ | <!-- | ||
{{collapse top | AE4 - Realização de Filtro Digitais FIR e IIR (Entrega e prazos ver Moodle (4 Dez as 13h00)}} | {{collapse top | AE4 - Realização de Filtro Digitais FIR e IIR (Entrega e prazos ver Moodle (4 Dez as 13h00)}} | ||
:1. Objetivo projetar filtros que tem a a mesma especificação de magnitude usando diferentes tipos de filtro digital, sendo um do tipo IIR e outro do tipo FIR. Estabelecer uma comparação entre esses filtros e escrever um breve relatório mostrando as vantagens do filtro escolhido sobre o outro. | :1. Objetivo projetar filtros que tem a a mesma especificação de magnitude usando diferentes tipos de filtro digital, sendo um do tipo IIR e outro do tipo FIR. Estabelecer uma comparação entre esses filtros e escrever um breve relatório mostrando as vantagens do filtro escolhido sobre o outro. | ||
Linha 1 175: | Linha 1 169: | ||
:5. Escreva um relatório (no máximo 1 pagina de texto) mostrando os resultados obtidos e envie o relatório em pdf e os arquivos ".m" utilizados na plataforma [https://moodle.sj.ifsc.edu.br/mod/assign/view.php?id=3075 moodle] | :5. Escreva um relatório (no máximo 1 pagina de texto) mostrando os resultados obtidos e envie o relatório em pdf e os arquivos ".m" utilizados na plataforma [https://moodle.sj.ifsc.edu.br/mod/assign/view.php?id=3075 moodle] | ||
{{collapse bottom}} | {{collapse bottom}} | ||
− | + | --> | |
− | {{collapse top | | + | {{collapse top | AE3 - Projeto de um Detector de DTMF (Entrega e prazos ver Moodle)}} |
* Projeto de um receptor [https://pt.wikipedia.org/wiki/DTMF DTMF]. | * Projeto de um receptor [https://pt.wikipedia.org/wiki/DTMF DTMF]. | ||
− | :* cada equipe deverá projetar os discriminadores de frequências correspondente a duas linhas e duas colunas do sistema DTMF. | + | :* cada equipe deverá projetar os discriminadores de frequências correspondente a duas linhas e três colunas (ou três linhas e duas colunas) do sistema DTMF. |
{| class="wikitable" border="1" cellpadding="3" cellspacing="0" style="text-align:left; font-size:100%" bgcolor="#efefef" | {| class="wikitable" border="1" cellpadding="3" cellspacing="0" style="text-align:left; font-size:100%" bgcolor="#efefef" | ||
− | ! scope="col" width= | + | ! scope="col" width=20% align="left"| Equipe |
− | ! scope="col" width= | + | ! scope="col" width=20% align="center"| Linhas |
− | ! scope="col" width= | + | ! scope="col" width=20% align="center"| Colunas |
− | ! scope="col" width= | + | ! scope="col" width=20% align="center"| Teclas |
− | | | + | ! scope="col" width=20% align="center"| Fator (N) |
− | |||
|- | |- | ||
− | | Equipe | + | | Equipe 1 || L1, L3, L4 || C1, C3 || 7, 9, 1, 3, # || 8 |
+ | |- | ||
+ | | Equipe 2 || L1, L2, L4 || C2, C3 || 5, 6, 0, #, 3 || 11 | ||
|- | |- | ||
− | | Equipe 3 || | + | | Equipe 3 || L1, L3, L4 || C1, C2 || 1, 2, 7, 8, 0 || 12 |
|- | |- | ||
− | | Equipe 4 || L2 || C1, C3 || 4, 6, 5, | + | | Equipe 4 || L1, L2 || C1, C2, C3 || 4, 6, 5, 2, 3 || 13 |
|- | |- | ||
− | | Equipe 5 || L1 || C1, C2 || | + | | Equipe 5 || L1, L2, L3 || C1, C2 || 8, 7, 4, 1, 5 || 10 |
|} | |} | ||
+ | ::* A frequência de amostragem ''fa2'' do sinal de entrada no sistema mostrado abaixo é de 44,1/N kHz, no entanto o sinal gerado no AUDACITY é amostrado em fa1 = 44,1 kHz, portanto antes do circuito abaixo é necessário incluir um filtro antialiasing (low pass) com fc = (44,1/2)/N kHz e um circuito para subamostrar (downsampling) o sinal com fa1 = 44,1 kHz. Assim o sistema terá duas frequências de amostragem, '''fa1 = 44,1 kHz''' até o subamostrador e '''fa2 = 44,1/N kHz''' depois deste circuito. | ||
:* As especificações do discriminador de frequência, mostrado na figura, são: | :* As especificações do discriminador de frequência, mostrado na figura, são: | ||
<center> [[Arquivo:DiscriminadorDTMF.png]]</center> | <center> [[Arquivo:DiscriminadorDTMF.png]]</center> | ||
De acordo com [http://www.etsi.org/deliver/etsi_es/201200_201299/20123503/01.01.01_50/es_20123503v010101m.pdf ETSI ES 201 235-3 - Specification of Dual Tone Multi-Frequency (DTMF) Transmitters and Receivers; Part 3: Receivers] as características dos componentes do receptor são: | De acordo com [http://www.etsi.org/deliver/etsi_es/201200_201299/20123503/01.01.01_50/es_20123503v010101m.pdf ETSI ES 201 235-3 - Specification of Dual Tone Multi-Frequency (DTMF) Transmitters and Receivers; Part 3: Receivers] as características dos componentes do receptor são: | ||
<code> | <code> | ||
− | — low-pass filter F <= 960 Hz; | + | — low-pass filter F <= 960 Hz, no entanto adotaremos a frequência '''sqrt(941*1209)'''; |
− | — high-pass filter F >= 1190 Hz; | + | — high-pass filter F >= 1190 Hz, no entanto adotaremos a frequência '''sqrt(941*1209)'''; |
— two threshold comparators; | — two threshold comparators; | ||
— eight channel filters (two pole filters: -1,5 dB band pass limits at the nominal frequency ± (1,5%+ 2 Hz)); | — eight channel filters (two pole filters: -1,5 dB band pass limits at the nominal frequency ± (1,5%+ 2 Hz)); | ||
Linha 1 221: | Linha 1 217: | ||
</syntaxhighlight> | </syntaxhighlight> | ||
− | ::* | + | ::* Os filtros das linhas devem ser do tipo IIR enquanto que os filtro das colunas devem ser do tipo FIR. O Filtro do detector de envoltório deve ser do tipo Butterworth. |
::* O circuito retificador deve se implementado pela função '''abs'''. | ::* O circuito retificador deve se implementado pela função '''abs'''. | ||
::* O circuito '''TC - Threshold Comparator''' não deve ser implementado, pois tem apenas a função de rejeitar sinais de entrada que estão acima de -3dBm ou abaixo de -40 dBm, | ::* O circuito '''TC - Threshold Comparator''' não deve ser implementado, pois tem apenas a função de rejeitar sinais de entrada que estão acima de -3dBm ou abaixo de -40 dBm, | ||
− | ::* Como sinais de entrada | + | ::* Como sinais de entrada serão utilizados: |
− | :::*1) Os | + | :::*1) Um sinal DTMF gerado através da soma das duas frequência correspondente a linha e coluna. |
− | :::* | + | :::*2) Os 5 Sinal de DTMF correspondentes as 5 teclas indicadas para a equipe, com '''duração de 0,5 segundos'''. |
− | :::*3) Os sinais do item (1) e (2) somados a um ruído branco, cuja relação sinal/ruído deve alterável entre 0 dB até 80 dB. | + | :::*3) Um sinal DTMF correspondente a sequencia de teclas "123456789*0#" com '''duração de tom de 200ms e pausa de 200ms''' para cada tecla. (ver [http://www.etsi.org/deliver/etsi_es/201200_201299/20123502/01.01.01_60/es_20123502v010101p.pdf ETSI ES 201 235-2 - Specification of Dual Tone Multi-Frequency (DTMF) Transmitters and Receivers; Part 2: Transmitters]) |
− | ::* A seleção do sinal de entrada | + | <!--:::*3) Os sinais do item (1) e (2) somados a um ruído branco, cuja relação sinal/ruído deve alterável entre 0 dB até 80 dB. --> |
− | ::* Os discriminadores das linhas e colunas não | + | ::* A seleção do sinal de entrada pode ser feita através de '''manual switch''' ou '''multiport switch'''. |
− | ::* Caso seja | + | ::* Os discriminadores das linhas e colunas não especificados, deverão ser feitos usando filtros simples centrados nas frequências centrais das linhas e colunas correspondentes, sem a preocupação de atender as bandas de passagem e rejeição. |
− | ::* Neste projeto os sinais de entrada a serem utilizados deverão ser gerados com frequência de amostragem especificada. Antes de realizar o processamento indicado no diagrama do receptor DTMF, deve ser feita uma filtragem passa-baixa com um filtro de no mínimo 2 polos do tipo Butterworth ou Chebychev 1, com fp = | + | ::* As entradas DTMF deverão deverão gerar valores binário correspondente 1 => 0001 a 9 => 1001, 0 -> 1010, * => 1011, # => 1100. |
+ | ::* Caso nenhuma frequência seja ativada o discriminador deverá indicar um código de "0000" (0); caso seja ativada apenas uma frequência o discriminador deverá indicar um código de ERRO 1 "1101" (13); caso sejam ativados 2 linhas e 1 coluna ou 1 linha e duas colunas o discriminador deverá indicar um código de ERRO 2 "1110" (14); caso contrário o discriminador deverá indicar um código de ERRO 3 "1111" (15); | ||
+ | ::* Neste projeto os sinais de entrada a serem utilizados deverão ser gerados com frequência de amostragem especificada. Antes de realizar o processamento indicado no diagrama do receptor DTMF, deve ser feita uma filtragem passa-baixa com um filtro de no mínimo 2 polos do tipo Butterworth ou Chebychev 1, com fp = (f_s/2)/N kHz, seguido de uma subamostragem '''Downsampling''' de um fator '''N''' para a nova frequência f_s2. | ||
::* A contante de tempo <math> \Tau = RC </math> é equivalente a uma frequência de corte de <math> w_{c} = 1/(2\pi\Tau) </math> | ::* A contante de tempo <math> \Tau = RC </math> é equivalente a uma frequência de corte de <math> w_{c} = 1/(2\pi\Tau) </math> | ||
− | ::* Após realizada a simulação do sistema detector DTMF, o sistema deverá ser convertido para VHDL utilizando o '''HDL coder'''. | + | <!--::* Após realizada a simulação do sistema detector DTMF, o sistema deverá ser convertido para VHDL utilizando o '''HDL coder'''. |
− | ::* Para comprovar o funcionamento do sistema realize a simulação final do sistema no ModelSim. | + | ::* Para comprovar o funcionamento do sistema realize a simulação final do sistema no ModelSim. --> |
− | :* Escreva um relatório técnico em PDF mostrando os resultados obtidos e comentando os resultados obtidos. Não é necessário apresentar a teoria utilizado para o projeto, mas a metodologia utilizada devem estar documentados. Envie o relatório em pdf e os arquivos | + | :* Escreva um relatório técnico em PDF mostrando os resultados obtidos e comentando os resultados obtidos. Não é necessário apresentar a teoria utilizado para o projeto, mas a metodologia utilizada devem estar documentados. |
− | ''::* (Opcional) As equipes que desejarem poderão programar o hardware de um kit FPGA para conferir o funcionamento do sistema. Sugere-se que a geração dos sinais DTMF seja feita utilizando um app gerador para Smartphone e usada a interface conversora A/D para capturar os sinais de entrada. '' | + | :* Envie o relatório em pdf e os arquivos ".m" utilizados na plataforma Moodle. |
− | + | <!--''::* (Opcional) As equipes que desejarem poderão programar o hardware de um kit FPGA para conferir o funcionamento do sistema. Sugere-se que a geração dos sinais DTMF seja feita utilizando um app gerador para Smartphone e usada a interface conversora A/D para capturar os sinais de entrada. '' | |
+ | --> | ||
:* Ver as especificações DTMF em: | :* Ver as especificações DTMF em: | ||
* [http://www.etsi.org/deliver/etsi_es/201200_201299/20123501/01.01.01_50/es_20123501v010101m.pdf ETSI ES 201 235-1 - Specification of Dual Tone Multi-Frequency (DTMF) Transmitters and Receivers; Part 1: General] | * [http://www.etsi.org/deliver/etsi_es/201200_201299/20123501/01.01.01_50/es_20123501v010101m.pdf ETSI ES 201 235-1 - Specification of Dual Tone Multi-Frequency (DTMF) Transmitters and Receivers; Part 1: General] | ||
Linha 1 248: | Linha 1 247: | ||
* [http://www.sengpielaudio.com/calculator-db-volt.htm Calculador de dBV] | * [http://www.sengpielaudio.com/calculator-db-volt.htm Calculador de dBV] | ||
{{collapse bottom}} | {{collapse bottom}} | ||
− | |||
==Referências Bibliográficas== | ==Referências Bibliográficas== |
Edição atual tal como às 14h36min de 31 de julho de 2018
Registro on-line das aulas
Unidade 1 | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|
Unidade 1
% Exemplos e Experimentos baseados no livro:
% DINIZ, P. S. R., DA SILVA, E. A. B., e LIMA NETTO, S. Processamento Digital de Sinais: Projeto e Análise de Sistemas. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2014. 976 p. ISBN 978-8582601235.
%% Experimento 1.2
fs = 10; % frequencia (Hz) de amostragem dos sinais
Ts = 1/fs; fase = 0;
time = 0:Ts:(1-Ts);
f1 = 3; % frequencia (Hz) do sinal s_1
f2 = 7; % frequencia (Hz) do sinal s_2
s_1 = cos(2*pi*f1*time+fase);
s_2 = cos(2*pi*f2*time+fase);
fsa = 1000; % frequência auxiliar de amostragem usada apenas para representação dos sinais originais
Tsa = 1/fsa;
time_aux = 0:Tsa:(1-Tsa);
figure(1);
stem(time,s_1,'ob');
hold on;
plot(time_aux, cos(2*pi*f1*time_aux+fase),'--k');
stem(time,s_2,'+r');
plot(time_aux, cos(2*pi*f2*time_aux+fase),'--m');
hold off;
legend('s_1 discreto','s_1 contínuo','s_2 discreto','s_2 contínuo')
%% Experimento 2.3 - Filtros Digitais
% Exemplos e Experimentos baseados no livro:
% DINIZ, P. S. R., DA SILVA, E. A. B., e LIMA NETTO, S. Processamento Digital de Sinais: Projeto e Análise de Sistemas. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2014. 976 p. ISBN 978-8582601235.
% FILE: Exp2_3.m
%% 1º filtro
p1 = 0.9*exp(1j*pi/4);
Z = [1 -1 ]'; P = [p1 p1']';
[num,den] = zp2tf(Z,P,1);
[h,w] = freqz(num,den);
figure(1); plot(w,abs(h)/max(abs(h)));
figure(2); zplane(num,den);
%% 2º filtro
z1 = exp(1j*pi/8);
z2 = exp(1j*3*pi/8);
p1 = 0.9*exp(1j*pi/4);
Z = [1 -1 z1 z1' z2 z2']';
P = [p1 p1' p1 p1' p1 p1']';
[num,den] = zp2tf(Z,P,1);
[h,w] = freqz(num,den);
figure(1); plot(w,abs(h)/max(abs(h)));
figure(2); zplane(num,den);
%% 3º filtro
z1 = exp(1j*pi/8);
z2 = exp(1j*3*pi/8);
p1 = 0.99*exp(1j*pi/4);
p2 = 0.9*exp(1j*pi/4 - 1j*pi/30);
p3 = 0.9*exp(1j*pi/4 + 1j*pi/30);
Z = [1 -1 z1 z1' z2 z2']';
P = [p1 p1' p2 p2' p3 p3']';
[num,den] = zp2tf(Z,P,1);
[h,w] = freqz(num,den);
figure(1); plot(w,abs(h)/max(abs(h)));
figure(2); zplane(num,den);
%% Carregando o som
clear, close, clc
load handel;
%% Reproduzindo o som
sound(y,Fs)
% Reproduzindo o som
%soundsc(y,Fs)
% Reproduzindo o som
%player = audioplayer(y, Fs);
%play(player);
%% Carregando o som
clear, close, clc
[y,Fs] = audioread('DTMF_8kHz.ogg');
%% Reproduzindo o som
sound(y,Fs)
%% Visualizando o som no DT
time = [0:length(y)-1]'/Fs;
plot(time',y'); xlabel('segundos');
xlim([0 time(end)]), ylim([-1 1]);
%% Visualizando o som no DF
Nfreq = length(y);
freq = linspace(0,2*pi,Nfreq)'*Fs/pi/2;
Y = fft(y,Nfreq)/Nfreq;
plot(freq,abs(Y)); xlabel('Hertz');
xlim([0 Fs/2]);
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Unidade 2 |
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Unidade 2
b = [1 1];
a = [1 1 5];
[z1,p1,k]=tf2zp(b,a)
z2 = roots(b);
p2 = roots(a);
zplane(b,a);
%%
freqs(b,a);
%%
syms s w
H(s) = (s+1)/(s^2 + s + 5);
pretty(H(1j*w))
latex(H(1j*w))
%%
ws = logspace(-2, 1, 1000);
h = H(1j*ws);
subplot(211)
semilogx(ws,abs(h)); grid on;
subplot(212)
semilogx(ws,angle(h)/pi*180); grid on;
%Butterworth lowpass Responses (db)
w = 0.1:0.01:10;
H=inline('10*log10(1./(1+w.^(2*n)))','w','n');
for k = 1:1:10
semilogx(w,H(w,k)); hold on;
end
grid on
%Butterworth lowpass Responses (linear)
w = 0.1:0.01:2;
H=inline('1./(1+w.^(2*n))','w','n');
for k = 1:1:10
plot(w,H(w,k)); hold on;
end
grid on
%% Projeto de filtro passa-baixas usando funções do Matlab
%% Especificações do filtro
Wp =16000; Ws = 20000; Ap = 0.3; As = 20; G0= 3;
% Para analisar o filtro projetado, use fvtool(b,a) para observar plano s, resposta em magnitude, fase e atraso de grupo
%% Butterworth
[n,Wn] = buttord(Wp, Ws, Ap, As,'s')
[b,a] = butter(n,Wn, 's');
%% Chebyshev I
n = cheb1ord(Wp, Ws, Ap, As,'s')
[b,a] = cheby1(n,Ap, Wp, 's');
%% Chebyshev II
n = cheb2ord(Wp, Ws, Ap, As,'s')
[b,a] = cheby2(n,As, Ws, 's');
%% Elliptic - Cauer
[n, Wn] = ellipord(Wp, Ws, Ap, As,'s')
[b,a] = ellip(n,Ap,As, Wn, 's');
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Unidade 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Unidade 3
L = 64;
wvtool(rectwin(L), triang(L), bartlett(L), hann(L), hamming(L), blackman(L), blackmanharris(L), nuttallwin(L));
Projetar um filtro passa baixas usando uma janela temporal fixa (verificar a janela que atende a especificação) wp = 0.2*pi; Ap = 0.2 dB; Gp = 0 dB ws = 0.3*pi; As = 60 dB;
Projetar um filtro LP usando uma janela temporal fixa (hamming, bartlett-hanning, hanning). wp = 0.4*pi; Ap = 1 dB; Gp = 0 dB ws = 0.6*pi; As = 40 dB;
L = 64;
r = 60; % Chebyshev e Tukey
alpha = 3; % Gauss
betha = 8; % Kaiser
nbar = 10; % Taylor
wvtool(kaiser(L,betha), chebwin(L,r), gausswin(L,alpha),tukeywin(L,r), taylorwin(L,nbar,-r));
Para a janela de Kaiser, a estimação do fator e da ordem do filtro são obtidos por:
Utilizando o Matlab é possível estimar esses valores utilizando a função kaiserord. Exemplo da obtenção de um filtro passa baixa com , , atenuação de 40 dB na "stopband" fsamp = 8000;
fcuts = [1000 1500];
mags = [1 0];
devs = [0.01 0.01];
[n,Wn,beta,ftype] = kaiserord(fcuts,mags,devs,fsamp);
Com os parâmetros é possível projetar o filtro usando a função fir1, que utiliza o método da janela para o projeto do filtro. h_fir = fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');
[Hw,w] =freqz(h_fir);
plot(w*fsamp/2/pi,20*log10(abs(Hw)))
title(['Kaiser filter N = ' num2str(n)])
%fvtool(h_fir,1)
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Unidade 4 |
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Unidade 4
Fs = 30000; % Sampling Frequency
Fpass = 12000; % Passband Frequency
Fstop = 13000; % Stopband Frequency
Dpass = 0.01; % Passband Ripple
Dstop = 0.01; % Stopband Attenuation
flag = 'scale'; % Sampling Flag
% Calculate the order from the parameters using KAISERORD.
[N,Wn,BETA,TYPE] = kaiserord([Fpass Fstop]/(Fs/2), [1 0], [Dstop Dpass]);
% Calculate the coefficients using the FIR1 function.
b = fir1(N, Wn, TYPE, kaiser(N+1, BETA), flag);
hFIR = dsp.FIRFilter;
hFIR.Numerator = b;
% Para definir diretamente os coeficientes
realizemdl(hFIR)
% Para definir os coeficientes através de uma matriz de entrada
realizemdl(hFIR,'MapCoeffsToPorts','on');
As aulas foram suspensas pela direção do campus em funções da GREVE DOS CAMINHONEIROS
x=-0.2;
% Word length = 8, fraction length = 7
q=quantizer([8,7]);
xq=quantize(q,x);
binxq=num2bin(q,xq)
% Word length = 16, fraction length = 15
q1=quantizer([16 15]);
xq1 = quantize(q1,x);
binxq1=num2bin(q1,xq1)
Para configurar o Simulink para sistemas discretos execute o comando dspstartup.m antes de abrir um novo modelo. |
Unidade 5 - PROJETO FINAL |
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Unidade 5 - PROJETO FINAL
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Avaliações
- Entrega dos diversas Atividades Extraclasse ao longo do semestre.
- Entrega do Projeto Final. O projeto é avaliado nos quesitos:
- 1) Implementação do Sistema,
- 2) Documentação,
- 3) Avaliação Global do aluno no projeto.
- Entrega dos Atividades Extraclasse ao longo do semestre AE1 a AE(N). A entrega, detalhes e prazos de cada AE serão indicados na plataforma Moodle
Atividades Relâmpago (prazo e forma de entrega ver na plataforma AVA) |
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AE1 - Projeto de Filtros Digitais IIR (Entrega e prazos ver Moodle) | ||||||||||||||||||||||||||||||
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Esta avaliação visa verificar se você conhece a metodologia de projeto de filtros digitais IIR: (a) projeto de um filtro protótipo analógico passa-baixas H(p); (b) transformação em frequência do filtro H(p) -> H(s), obtendo o filtro LP, HP, BP, BS, conforme o tipo de filtro desejado; (c) transformação do filtro analógico em filtro digital H(s) -> H(z) utilizando a transformação "Bilinear" ou pela transformação "Invariante ao Impulso". Nesta avaliação é solicitado que cada equipe realize o projeto de 4 filtros, e trabalhos individuais serão 3 filtros. Para todos os filtros considere como valores default fa = 8 kHz, Gp = 0 dB, Ap = 0.5 dB e As = 30 dB (exceto se indica outro valor na tabela abaixo. Os filtro BP deverão ter apenas o BP1 projetado conforme o procedimento completo, sendo que nos demais deverá ser aproveitado o filtro H(p) para obtê-los.
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AE2 - Projeto de Filtros Digitais FIR (Entrega e prazos ver Moodle) |
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Esta avaliação visa verificar se você conhece a metodologia de projeto de filtros digitais FIR: (a) Projeto de filtros com Janela fixas e ajustáveis; (b) Projeto de filtros com o algoritmo de Parks-McCleallan; Nesta avaliação é solicitado que cada equipe realize os mesmos filtros projeto de filtros da atividade AE1 (somente os filtros 1 a 3).
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AE3 - Projeto de um Detector de DTMF (Entrega e prazos ver Moodle) | ||||||||||||||||||||||||||||||
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De acordo com ETSI ES 201 235-3 - Specification of Dual Tone Multi-Frequency (DTMF) Transmitters and Receivers; Part 3: Receivers as características dos componentes do receptor são:
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Referências Bibliográficas
- ↑ 1,0 1,1 1,2 DINIZ, P. S. R., DA SILVA, E. A. B., e LIMA NETTO, S. Processamento Digital de Sinais: Projeto e Análise de Sistemas. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2014. 976 p. ISBN 978-8582601235
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 SHENOI, B. A. Introduction to Digital Signal Processing and Filter Design. 1.ed. New Jersey: John Wiley-Interscience, 2006. 440 p. ISBN 978-0471464822
- ↑ LATHI, Bhagwandas P. Sinais e Sistemas Lineares. 2. ed. Porto Alegre: Artmed-Bookman, 2007. 856 p. ISBN 978-8560031139