Mudanças entre as edições de "PSD29007-Engtelecom(2017-2) - Prof. Marcos Moecke"
(79 revisões intermediárias pelo mesmo usuário não estão sendo mostradas) | |||
Linha 1: | Linha 1: | ||
==Registro on-line das aulas== | ==Registro on-line das aulas== | ||
+ | {{collapse top| Unidade 1}} | ||
+ | ===Unidade 1=== | ||
− | |||
;Aula 1 (27 Jul): | ;Aula 1 (27 Jul): | ||
*[[PSD-EngTel (Plano de Ensino) | Apresentação da disciplina]] | *[[PSD-EngTel (Plano de Ensino) | Apresentação da disciplina]] | ||
Linha 20: | Linha 21: | ||
stem(y); | stem(y); | ||
</syntaxhighlight> | </syntaxhighlight> | ||
+ | :* Para usar melhor a interface do Matlab leia também o [http://www.mathworks.com/help/matlab/learn_matlab/help.html Help], lembre-se que o F9 executa o código destacado no Help. [http://www.mathworks.com/help/matlab/learn_matlab/scripts.html Programação com scripts .m]. | ||
;Aula 2 (31 Jul) | ;Aula 2 (31 Jul) | ||
Linha 53: | Linha 55: | ||
*Revisão de Sinais e Sistemas no tempo discreto em Matlab: | *Revisão de Sinais e Sistemas no tempo discreto em Matlab: | ||
:* Filtragem de Sinais (Experimentos 1.3, 2.1 e 2.2) | :* Filtragem de Sinais (Experimentos 1.3, 2.1 e 2.2) | ||
− | :* Consulte a documentação do Matlab sobre | + | :* Consulte a documentação do Matlab sobre [http://www.mathworks.com/access/helpdesk/help/techdoc/ref/roots.html roots], [http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/poly.html poly], [http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/linspace.html linspace], [http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/logspace.html logspace], [http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/residue.html residue], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/residuez.html residuez], [http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/pretty.html pretty], [http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/latex.html latex], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/freqs.html freqs], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/freqz.html freqz], [http://www.mathworks.com/help/symbolic/syms.html syms], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/symfun.html symfun], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/zplane.html zplane]. |
− | |||
:* Ver também o [http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/publish.html Publish] para a geração automática de relatórios em html, doc, pdf, latex ou ppt. Ver também [http://www.mathworks.com/help/matlab/matlab_prog/publishing-matlab-code.html Publishing MATLAB Code]. | :* Ver também o [http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/publish.html Publish] para a geração automática de relatórios em html, doc, pdf, latex ou ppt. Ver também [http://www.mathworks.com/help/matlab/matlab_prog/publishing-matlab-code.html Publishing MATLAB Code]. | ||
:* Ver pag. 138 a 141 de <ref name="DINIZ2014"/> | :* Ver pag. 138 a 141 de <ref name="DINIZ2014"/> | ||
Linha 100: | Linha 101: | ||
{{collapse bottom}} | {{collapse bottom}} | ||
− | :* | + | :* Consulte a documentação do Matlab sobre [http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/zeros.html zeros], [http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/ones.html ones], [http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/plot.html plot], [http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/stem.html stem], [http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/subplot.html subplot], [http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/filter.html filter]. |
− | + | :* Para usar melhor a interface do Matlab leia também [http://www.mathworks.com/help/matlab/matlab_prog/run-sections-of-programs.html?searchHighlight=script%20sections Execução de seções e variação de valores nos scripts], e ainda [http://www.mathworks.com/help/matlab/learn_matlab/plots.html Uso de gráficos no Matlab]. | |
− | |||
− | |||
:* Ver pag. 65 a 71 de <ref name="DINIZ2014"> 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 </ref> | :* Ver pag. 65 a 71 de <ref name="DINIZ2014"> 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 </ref> | ||
:*Ver também [http://www.mathworks.com/help/releases/R2014a/pdf_doc/matlab/index.html PDF Documentation for MATLAB]. Principalmente [http://www.mathworks.com/help/releases/R2014a/pdf_doc/matlab/getstart.pdf MATLAB Primer]. | :*Ver também [http://www.mathworks.com/help/releases/R2014a/pdf_doc/matlab/index.html PDF Documentation for MATLAB]. Principalmente [http://www.mathworks.com/help/releases/R2014a/pdf_doc/matlab/getstart.pdf MATLAB Primer]. | ||
− | + | ;Aula 3 (3 Ago): | |
− | ;Aula | ||
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*Revisão de Sinais e Sistemas no tempo discreto em Matlab: | *Revisão de Sinais e Sistemas no tempo discreto em Matlab: | ||
:* Filtragem de Sinais | :* Filtragem de Sinais | ||
Linha 229: | Linha 225: | ||
</syntaxhighlight> | </syntaxhighlight> | ||
{{collapse bottom}} | {{collapse bottom}} | ||
− | |||
− | |||
:* Consulte a documentação do Matlab sobre <syntaxhighlight lang=matlab> fft, ifft, fftshift, randn </syntaxhighlight> | :* Consulte a documentação do Matlab sobre <syntaxhighlight lang=matlab> fft, ifft, fftshift, randn </syntaxhighlight> | ||
Linha 237: | Linha 231: | ||
:*Ver pag. 141 a 145 e 230 a 235 de <ref name="DINIZ2014"/> | :*Ver pag. 141 a 145 e 230 a 235 de <ref name="DINIZ2014"/> | ||
− | ;Aula 4 | + | ;Aula 4 (7 Ago): |
*Revisão de Sinais e Sistemas no tempo discreto em Matlab: | *Revisão de Sinais e Sistemas no tempo discreto em Matlab: | ||
− | :* Filtros Digitais | + | :* Filtros Digitais ([https://owncloud.ifsc.edu.br/index.php/s/WWY2LWexts8PKDs Experimento 2.3]) |
<syntaxhighlight lang=matlab> | <syntaxhighlight lang=matlab> | ||
%% Experimento 2.3 - Filtros Digitais | %% Experimento 2.3 - Filtros Digitais | ||
Linha 321: | Linha 315: | ||
xlim([0 Fs/2]); | xlim([0 Fs/2]); | ||
</syntaxhighlight> | </syntaxhighlight> | ||
+ | {{collapse bottom}} | ||
− | + | {{collapse top| Unidade 2}} | |
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===Unidade 2=== | ===Unidade 2=== | ||
− | ;Aula | + | ;Aula 5 (10 Ago): |
*Filtros Analógicos: | *Filtros Analógicos: | ||
:* Função de transferência | :* Função de transferência | ||
Linha 350: | Linha 332: | ||
::<math> \left | H(j \omega) \right |^2 = H(j \omega) H(-j \omega)</math> | ::<math> \left | H(j \omega) \right |^2 = H(j \omega) H(-j \omega)</math> | ||
− | ::<math> e^{j \phi(\omega)} = \frac {H(j \omega)} {H(-j \omega)}</math> | + | ::<math> e^{j 2 \phi(\omega)} = \frac {H(j \omega)} {H(-j \omega)}</math> |
:* O projeto de filtros analógicos é realizado em 2 etapas: | :* O projeto de filtros analógicos é realizado em 2 etapas: | ||
# projeto de um filtro passa baixas (LP) protótipo normalizado <math> H(p) </math> com frequência de passagem <math> \Omega_s = 1 </math> | # projeto de um filtro passa baixas (LP) protótipo normalizado <math> H(p) </math> com frequência de passagem <math> \Omega_s = 1 </math> | ||
Linha 356: | Linha 338: | ||
::<math> H(s) = H(p)\left|\begin{matrix}\\ p=g(s) \end{matrix}\right. </math> | ::<math> H(s) = H(p)\left|\begin{matrix}\\ p=g(s) \end{matrix}\right. </math> | ||
− | ;Aula 8 | + | ;Aula 6 (14 Ago): |
+ | * Análise básica de filtros analógicos com Matlab. | ||
+ | :Dado um sistema linear invariante no tempo, representado pela função de transferência <math> H(s) </math>, obter a resposta de frequência do sistema (Magnitude e Fase). | ||
+ | <!-- ::<math> H(s) = \frac {s+1} {s^2+2s+2} </math> --> | ||
+ | ::<math> H(s) = \frac {s + 1} {s^2 + 2 s + 2} </math> | ||
+ | |||
+ | ;Aula 7 e 8 (17 e 21 Ago): | ||
* Projeto de filtros analógicos do tipo Butterworth | * Projeto de filtros analógicos do tipo Butterworth | ||
:* A aproximação de magnitude de filtros analógicos pode ser realizado usando as aproximações de Butterworth, Chebyshev (tipo 1 ou 2) e Cauer. | :* A aproximação de magnitude de filtros analógicos pode ser realizado usando as aproximações de Butterworth, Chebyshev (tipo 1 ou 2) e Cauer. | ||
− | * Projeto de filtros analógicos do tipo Butterworth, 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. | + | * Projeto de filtros analógicos do tipo Butterworth, 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_s} </math>, <math> \Omega_p = \frac {\omega_p} {\omega_s} = 1 </math> são as frequências de passagem e ''stopband'' do filtro protótipo. |
+ | ATENÇÃO!!!! Tinha um erro no valor de <math> \epsilon = \sqrt{10^{0.1A_p}-1 } </math> antes estava <math> \epsilon = \sqrt{10^{0.1A_s}-1 } </math>. | ||
+ | Jessica obrigado por avisar. | ||
+ | |||
::*É necessário determinar a ordem <math> n </math> do filtro: | ::*É necessário determinar a ordem <math> n </math> do filtro: | ||
Linha 377: | Linha 368: | ||
:*Ver pag. 186 a 204 de <ref name="SHENOI2006"> SHENOI, B. A. '''Introduction to Digital Signal Processing and Filter Design'''. 1.ed. New Jersey: John Wiley-Interscience, 2006. 440 p. ISBN 978-0471464822 </ref> | :*Ver pag. 186 a 204 de <ref name="SHENOI2006"> SHENOI, B. A. '''Introduction to Digital Signal Processing and Filter Design'''. 1.ed. New Jersey: John Wiley-Interscience, 2006. 440 p. ISBN 978-0471464822 </ref> | ||
+ | <syntaxhighlight lang=matlab> | ||
+ | %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 | ||
+ | </syntaxhighlight> | ||
− | ;Aula 10 ( | + | ;Aula 10 (24 Ago): |
* Projeto de filtros analógicos do tipo Chebyshev I. | * Projeto de filtros analógicos do tipo Chebyshev I. | ||
::*Determine a ordem mínima necessária: | ::*Determine a ordem mínima necessária: | ||
− | ::<math> n \ge \frac {\cosh{-1} \sqrt{(10^{0.1A_s}-1)/(10^{0.1A_p}-1)}} {\cosh^{-1} \Omega_s} </math> | + | ::<math> n \ge \frac {\cosh^{-1} \sqrt{(10^{0.1A_s}-1)/(10^{0.1A_p}-1)}} {\cosh^{-1} \Omega_s} </math> |
::*Em seguida obter os polos do filtro: | ::*Em seguida obter os polos do filtro: | ||
Linha 389: | Linha 397: | ||
::<math> \theta_k = \left ( \frac{(2k-1)\pi}{2n} \right ) </math> | ::<math> \theta_k = \left ( \frac{(2k-1)\pi}{2n} \right ) </math> | ||
::<math> \varphi_2 = \frac{1}{n} \sinh^{-1}\left (\frac{1}{\epsilon} \right ) </math> | ::<math> \varphi_2 = \frac{1}{n} \sinh^{-1}\left (\frac{1}{\epsilon} \right ) </math> | ||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
:* Uso das funções [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/buttord.html buttord], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/butter.html butter], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/cheb1ord.html cheb1ord], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/cheby1.html cheby1], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/cheb2ord.html cheb2ord], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/cheby2.html cheby2], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/ellipord.html ellipord], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/ellip.html ellip] para o projeto de filtros analógicos com Matlab (é necessário usar o parâmetro ''''s''''). | :* Uso das funções [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/buttord.html buttord], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/butter.html butter], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/cheb1ord.html cheb1ord], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/cheby1.html cheby1], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/cheb2ord.html cheb2ord], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/cheby2.html cheby2], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/ellipord.html ellipord], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/ellip.html ellip] para o projeto de filtros analógicos com Matlab (é necessário usar o parâmetro ''''s''''). | ||
:* Ler '''Comparison of Analog IIR Lowpass Filters''' em [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/ellip.html ellip] | :* Ler '''Comparison of Analog IIR Lowpass Filters''' em [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/ellip.html ellip] | ||
Linha 422: | Linha 425: | ||
</syntaxhighlight> | </syntaxhighlight> | ||
− | :* | + | :*Ver pag. 204 a 208 de <ref name="SHENOI2006"/> |
− | : | + | |
− | ::<math> \ | + | ;Aula 11 (28 Ago): |
+ | *Filtros Analógicos: | ||
+ | :* Transformações de frequência de filtros analógicos | ||
+ | :*passa-baixas (<math> \Omega_p= 1 </math>) -> passa-baixas (<math> \omega_p</math>) | ||
+ | ::*Substituição de variáveis <math> p = \frac{s}{\omega_p}</math> | ||
+ | ::*Cálculo do protótipo com <math> \Omega_s = \frac{\omega_s}{\omega_p}</math> | ||
+ | |||
+ | :*passa-baixas (<math> \Omega_p= 1 </math>) -> passa-altas (<math> \omega_p</math>) | ||
+ | ::*Substituição de variáveis <math> p = \frac{\omega_p} {s}</math> | ||
+ | ::*Cálculo do protótipo com <math> \Omega_s = \frac{\omega_p}{\omega_s}</math> | ||
+ | |||
+ | :*passa-baixas (<math> \Omega_p= 1 </math>) -> passa-faixa (<math> \omega_0 </math> e <math> B </math>) | ||
+ | ::*Substituição de variáveis <math> p = \frac{s^2 + \omega_0^2} {B s}</math> | ||
+ | ::*Cálculo do protótipo com <math> \Omega_s = \Bigg|\frac{-\omega_s^2 + \omega_0^2} {B \omega_s}\Bigg|</math> | ||
+ | :: onde <math> B = \omega_{p2} - \omega_{p1}</math> e <math> \omega_0 = \sqrt{\omega_{p2} \omega_{p1}}</math> | ||
+ | |||
+ | :*passa-baixas (<math> \Omega_p= 1 </math>) -> rejeita-faixa (<math> \omega_0 </math> e <math> B </math>) | ||
+ | ::*Substituição de variáveis <math> p = \frac {B s} {s^2 + \omega_0^2}</math> | ||
+ | ::*Cálculo do protótipo com <math> \Omega_s = \Bigg| \frac {B \omega_s} {-\omega_s^2 + \omega_0^2}\Bigg|</math> | ||
+ | :: onde <math> B = \omega_{p2} - \omega_{p1}</math> e <math> \omega_0 = \sqrt{\omega_{p2} \omega_{p1}}</math> | ||
+ | |||
:* Uso das funções [http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/semilogx.html semilogx], [http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/semilogy.html semilogy],[http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/logspace.html logspace], [http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/linspace.html linspace]. | :* Uso das funções [http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/semilogx.html semilogx], [http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/semilogy.html semilogy],[http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/logspace.html logspace], [http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/linspace.html linspace]. | ||
− | :*Ver em [http://www.mathworks.com/help/signal/ug/iir-filter-design.html IIR Filter Design], | + | :*Ver em [http://www.mathworks.com/help/signal/ug/iir-filter-design.html IIR Filter Design], [http://www.mathworks.com/help/signal/ug/special-topics-in-iir-filter-design.html Special Topics in IIR Filter Design]. |
− | ::*Funções para projeto do filtro protótipo analógico passa-baixas: | + | ::*Funções para projeto do filtro protótipo analógico passa-baixas: [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/buttap.html buttap], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/cheb1ap.html cheb1ap], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/cheb2ap.html cheb2ap], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/ellipap.html ellipap] |
− | ::*Funções de transformação de frequencia: lp2bp, lp2bs, lp2hp, lp2lp | + | ::*Funções de transformação de frequencia: [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/lp2lp.html lp2bp], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/lp2hp.html lp2bs], lp2hp, lp2lp |
:*Ver pag. 208 a 218 de <ref name="SHENOI2006"/> | :*Ver pag. 208 a 218 de <ref name="SHENOI2006"/> | ||
+ | ;Aula 12 (31 Ago): | ||
+ | *Exemplos de Filtros Analógicos: | ||
+ | :* Exemplo 1: Filtro passa-baixas (<math> f_p </math> = 952Hz, <math> f_r </math> = 1236 Hz, <math> A_p </math> = 1 dB, <math> A_r </math> = 20 dB) | ||
+ | :* Exemplo 2: Filtro passa-baixas (<math> f_p </math> = 1236 Hz, <math> f_r </math> = 952Hz, <math> A_p </math> = 1 dB, <math> A_r </math> = 20 dB) | ||
+ | :* Exemplo 3: Filtro passa-baixas (<math> f_0 </math> = 852Hz, <math> B </math> = 80 Hz, <math> f_{r1} </math> = 770 Hz, <math> f_{r1} </math> = 941 Hz, <math> A_p </math> = 1 dB, <math> A_r </math> = 20 dB) | ||
+ | ::'''NOTA:''' | ||
+ | :::*No calculo do filtro lembre-se de usar as frequências angulares para <math> \omega_p </math>, <math> \omega_s </math>, <math> B\omega </math>, <math> \omega_0 </math>. | ||
+ | :::*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. | ||
− | ;Aula | + | ;Aula 13 (04 Set): |
*Filtros Digitais: Filtros IIR: transformações do tempo contínuo no tempo discreto | *Filtros Digitais: Filtros IIR: transformações do tempo contínuo no tempo discreto | ||
:*Transformação invariante ao impulso (pode ser usada apenas para filtros com forte atenuação em frequência altas, ex: passa-baixas e passa-faixa) | :*Transformação invariante ao impulso (pode ser usada apenas para filtros com forte atenuação em frequência altas, ex: passa-baixas e passa-faixa) | ||
Linha 438: | Linha 470: | ||
:*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 14 | + | ;Aula 14 (11 Set): |
+ | *Filtros Digitais: Filtros IIR: | ||
+ | ::*Ex 4.9 | ||
+ | |||
+ | ;Aula 15 (14 Set): | ||
*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 447: | Linha 483: | ||
:* 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 top| Unidade 3}} | ||
===Unidade 3=== | ===Unidade 3=== | ||
− | ;Aula | + | ;Aula 16 (21 Set): |
*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 | + | :*Filtros de fase linear: propriedades (respostas em frequência possíveis, distribuição dos zeros em simetria quadrantal) |
− | + | ;Aula 17 (25 Set) | |
− | |||
− | |||
− | ;Aula | ||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
:*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 472: | Linha 502: | ||
::<math>c_\text{BS}(n) = \left \{ \begin{matrix} 1-\frac{\omega_{c2}-\omega_{c1}}{\pi}; \qquad n = 0 \\ -\frac {\sin (\omega_{c2} n)- \sin (\omega_{c1} n)}{\pi n}; \qquad \left | n \right | > 0 \end{matrix}\right. </math> | ::<math>c_\text{BS}(n) = \left \{ \begin{matrix} 1-\frac{\omega_{c2}-\omega_{c1}}{\pi}; \qquad n = 0 \\ -\frac {\sin (\omega_{c2} n)- \sin (\omega_{c1} n)}{\pi n}; \qquad \left | n \right | > 0 \end{matrix}\right. </math> | ||
:*Janela retangular, fenômeno de Gibbs | :*Janela retangular, fenômeno de Gibbs | ||
+ | |||
+ | ;Aula (28 Set, 02 e 05 Out): | ||
+ | :*Projeto de FILTRO IIR | ||
+ | ::*Atividade a distância, com laboratório liberado para uso dos alunos para a realização da AE2. | ||
+ | |||
+ | ;Aula 18 (09 Out) | ||
:*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] | ||
+ | |||
+ | :*Ver pag. 249 a 256 de <ref name="SHENOI2006"/> | ||
+ | :*Ver [https://www.mathworks.com/help/signal/ug/fir-filter-design.html FIR Filter Design] | ||
:*Uso de funções de janelamento temporal no projeto de filtros digitais. | :*Uso de funções de janelamento temporal no projeto de filtros digitais. | ||
Linha 499: | Linha 538: | ||
wvtool(rectwin(L), triang(L), bartlett(L), hann(L), hamming(L), blackman(L), blackmanharris(L), nuttallwin(L)); | wvtool(rectwin(L), triang(L), bartlett(L), hann(L), hamming(L), blackman(L), blackmanharris(L), nuttallwin(L)); | ||
</syntaxhighlight> | </syntaxhighlight> | ||
− | + | ;Tabela 5.1: | |
{| class="wikitable" border="1" cellpadding="3" cellspacing="0" style="text-align:center; font-size:100%" bgcolor="#efefef" | {| class="wikitable" border="1" cellpadding="3" cellspacing="0" style="text-align:center; font-size:100%" bgcolor="#efefef" | ||
! scope="col" width=25% align="center"| Janela | ! scope="col" width=25% align="center"| Janela | ||
Linha 520: | Linha 559: | ||
:*Dados acima obtidos para um filtro passa baixas de ordem N = 64 com <math>\omega_{c} = 0.5 \pi</math> | :*Dados acima obtidos para um filtro passa baixas de ordem N = 64 com <math>\omega_{c} = 0.5 \pi</math> | ||
:*Ver pag. 256 a 265 de <ref name="SHENOI2006"/> | :*Ver pag. 256 a 265 de <ref name="SHENOI2006"/> | ||
+ | :*Ver artigos: | ||
+ | ::*[http://ieeexplore.ieee.org.ez130.periodicos.capes.gov.br/stamp/stamp.jsp?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. | ||
+ | ::*[http://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 19 e 20 (16 e 19 Out) | |
− | + | *Filtros Digitais: Filtros FIR: | |
− | + | :*Projeto de filtro FIR utilizando janelas temporais fixas. | |
− | ;Aula | ||
− | *Filtros Digitais: Filtros FIR | ||
− | *Projeto de filtro FIR utilizando janelas temporais fixas. | ||
− | :* Exemplo de projeto | + | ::* Exemplo de projeto |
− | Projetar um filtro passa baixas usando uma janela temporal fixa | + | 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 | wp = 0.2*pi; Ap = 0.2 dB; Gp = 0 dB | ||
ws = 0.3*pi; As = 60 dB; | ws = 0.3*pi; As = 60 dB; | ||
− | :: Use como uma estimativa inicial os valores da Tabela 5.1 pag. 268 | + | ::* Informar qual o tipo de janela, a ordem obtida, e o valor de ''wc'' do projeto final |
+ | |||
+ | ::* Exemplo de projeto | ||
+ | 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; | ||
+ | ::* Comparar os 3 tipos de janela, a ordem obtida, e o valor de ''wc'' em cada projeto. | ||
+ | |||
+ | :: Use como uma estimativa inicial os valores da Tabela 5.1 pag. 268. | ||
::* PASSO 1 - Escolher o tipo de janela de acordo com a atenuação do lóbulo lateral Asl e As. | ::* PASSO 1 - Escolher o tipo de janela de acordo com a atenuação do lóbulo lateral Asl e As. | ||
::* PASSO 2 - Estimar a ordem N1 do filtro considerando os parâmetros Dw | ::* PASSO 2 - Estimar a ordem N1 do filtro considerando os parâmetros Dw | ||
Linha 543: | Linha 590: | ||
::*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 21 (23 Out) |
*Filtros Digitais: Filtros FIR | *Filtros Digitais: Filtros FIR | ||
− | *Projeto de filtro FIR utilizando janelas temporais | + | *Projeto de filtro FIR utilizando janelas temporais ajustáveis |
:*Uso de janelas ajustáveis no Matlab: [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/kaiser.html kaiser], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/chebwin.html chebyshev], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/gausswin.html gauss], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/tukeywin.html tukey], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/taylorwin.html taylor]. | :*Uso de janelas ajustáveis no Matlab: [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/kaiser.html kaiser], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/chebwin.html chebyshev], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/gausswin.html gauss], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/tukeywin.html tukey], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/taylorwin.html taylor]. | ||
<syntaxhighlight lang=matlab> | <syntaxhighlight lang=matlab> | ||
Linha 585: | Linha 632: | ||
:*Ver pag. 266 a 273 de <ref name="SHENOI2006"/> | :*Ver pag. 266 a 273 de <ref name="SHENOI2006"/> | ||
− | ;Aula | + | ;Aula 22 (26 Out) |
*Filtros Digitais: Filtros FIR | *Filtros Digitais: Filtros 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 | :* 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 | ||
+ | |||
+ | <code> | ||
%% Exemplo de Filtro | %% Exemplo de Filtro | ||
wp1 = 0.1 \pi; | wp1 = 0.1 \pi; | ||
Linha 598: | Linha 647: | ||
:*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://eeweb.poly.edu/iselesni/EL713/remez/remez.pdf Remez exchange algorithm] - o detalhe com implementação em Matlab. Como resolver as anomalias na banda de transição. | ||
+ | :*[http://www.ee.ic.ac.uk/hp/staff/dmb/courses/DSPDF/00700_OptimalFIR.pdf] | ||
− | ;Aula | + | ;Aula 23 (30 Out) |
+ | *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. | ||
<syntaxhighlight lang=matlab> | <syntaxhighlight lang=matlab> | ||
Linha 610: | Linha 663: | ||
</syntaxhighlight> | </syntaxhighlight> | ||
+ | <!-- | ||
;Aula 25 (19 Mai): | ;Aula 25 (19 Mai): | ||
*Atraso de grupo em filtros IIR e FIR no Matlab | *Atraso de grupo em filtros IIR e FIR no Matlab | ||
Linha 690: | Linha 744: | ||
* Ler [http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=492552 Gustafsson, F. "Determining the initial states in forward-backward filtering." IEEE® Transactions on Signal Processing. Vol. 44, April 1996, pp. 988–992], artigo que propos um técnica de minimizaçao dos transientes de inicio e fim do sistema linear. | * Ler [http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=492552 Gustafsson, F. "Determining the initial states in forward-backward filtering." IEEE® Transactions on Signal Processing. Vol. 44, April 1996, pp. 988–992], artigo que propos um técnica de minimizaçao dos transientes de inicio e fim do sistema linear. | ||
+ | --> | ||
+ | {{collapse bottom}} | ||
+ | {{collapse top| Unidade 4}} | ||
===Unidade 4=== | ===Unidade 4=== | ||
− | ;Aula | + | ;Aula 24 (6 Nov): |
*Realização de Filtros | *Realização de Filtros | ||
:* Realização de filtros FIR: Forma Direta. | :* Realização de filtros FIR: Forma Direta. | ||
Linha 724: | Linha 781: | ||
:*Ver pag. 303 a 312 de <ref name="SHENOI2006"/>. | :*Ver pag. 303 a 312 de <ref name="SHENOI2006"/>. | ||
− | + | ;Aula 25 (9 Nov): | |
− | ;Aula | ||
:* 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 757: | Linha 813: | ||
::2) Para reduzir o harware a ser implementado, é possível implementar apenas uma das "fases" do filtro e trocar "D" vezes os coeficientes. | ::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] | ::* 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 26 (13 Nov): | ||
:* 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 810: | Linha 868: | ||
:*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] | ||
+ | <!-- | ||
;Aula 27 (29 Mai) | ;Aula 27 (29 Mai) | ||
*Filtros Digitais: Utilização de filtros FIR | *Filtros Digitais: Utilização de filtros FIR | ||
Linha 851: | Linha 910: | ||
:*Ver as funções [http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/audioread.html audioread], [http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/audiowrite.html audiowrite], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/chirp.html chirp], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/spectrogram.html spectrogram], [http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/filter.html filter] do Matlab. | :*Ver as funções [http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/audioread.html audioread], [http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/audiowrite.html audiowrite], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/chirp.html chirp], [http://www.mathworks.com/help/signal/ref/spectrogram.html spectrogram], [http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/filter.html filter] do Matlab. | ||
+ | --> | ||
− | ;Aula | + | ;Aula 27 (16 Nov) |
*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 868: | Linha 928: | ||
</syntaxhighlight> | </syntaxhighlight> | ||
− | + | ;Aula 28 (20 Nov): | |
− | ;Aula | + | *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 quarda na especificação inicial das frequências de passagem e rejeição. |
− | * | + | *Verifique qual dos filtros IIR ou FIR resulta na menor área para a sua realização. |
− | |||
− | ;Aula | + | ;Aula 29 (23 Nov): |
:*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 879: | Linha 938: | ||
::*[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 30 (27 Nov): |
:*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 893: | Linha 952: | ||
:::*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}} | ||
− | ;Aula 33 ( | + | {{collapse top| expand=true| Unidade 5 - PROJETO FINAL}} |
+ | ===Unidade 5 - PROJETO FINAL=== | ||
+ | ====ATUAL==== | ||
+ | ;Aula 30 (30 Nov): | ||
+ | *Apresentação do projeto Final | ||
+ | :* Descrição do projeto '''AE5 - 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]. | ||
+ | |||
+ | ;Aula 31 a 33 (4 Dez): | ||
* Aula de projeto (implementação da AE5) | * Aula de projeto (implementação da AE5) | ||
− | ;Aula 34 ( | + | |
+ | ;Aula 34 (14 Dez): | ||
:*Uso do HDL Coder | :*Uso do HDL Coder | ||
::* [http://www.mathworks.com/help/hdlcoder/hdl-code-generation-from-simulink.html HDL Code Generation from Simulink] | ::* [http://www.mathworks.com/help/hdlcoder/hdl-code-generation-from-simulink.html HDL Code Generation from Simulink] | ||
Linha 953: | Linha 1 023: | ||
hdlsetup('sfir_fixed') | hdlsetup('sfir_fixed') | ||
::*Siga o tutorial [http://www.mathworks.com/help/hdlcoder/gs/example-generating-hdl-code-from-a-simulink-model.html HDL Code Generation from a Simulink Model] | ::*Siga o tutorial [http://www.mathworks.com/help/hdlcoder/gs/example-generating-hdl-code-from-a-simulink-model.html HDL Code Generation from a Simulink Model] | ||
+ | <!-- | ||
;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}} | ||
==Avaliações== | ==Avaliações== | ||
− | * Entrega dos | + | * Entrega dos diversas Atividades Extraclasse ao longo do semestre. |
− | * Projeto Final. O projeto é avaliado nos quesitos: | + | * Entrega do Projeto Final. O projeto é avaliado nos quesitos: |
:1) Implementação do Sistema, | :1) Implementação do Sistema, | ||
:2) Documentação, | :2) Documentação, | ||
:3) Avaliação Global do aluno no projeto. | :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 | ||
+ | ** Autoinscrição na [https://moodle.sj.ifsc.edu.br/enrol/instances.php?id=178 Plataforma Moodle de PSD29007] (engtelecom) | ||
− | + | {{collapse top | AE1 - Revisão de Sinais e Sistemas (prazo e forma de entrega ver na plataforma Moodle)}} | |
− | + | <!-- | |
− | {{collapse top | AE1 - Revisão de Sinais e Sistemas (prazo | + | :* 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: | ||
# Em qual frequência deixa de ocorrer recobrimento do sinal 2. | # Em qual frequência deixa de ocorrer recobrimento do sinal 2. | ||
Linha 973: | Linha 1 048: | ||
# Qual deveria ser a frequência do sinal f_2 para que as amostras tomadas sejam coincidentes como o sinal f_1 para uma frequência de amostragem f_s? Reescreva a equação e verifique no Matlab. | # Qual deveria ser a frequência do sinal f_2 para que as amostras tomadas sejam coincidentes como o sinal f_1 para uma frequência de amostragem f_s? Reescreva a equação e verifique no Matlab. | ||
− | :* | + | :* ATIVIDADE 2 - Experimento 2.2 |
#Verifique a diferença entre os tipos de plots comentados no código. | #Verifique a diferença entre os tipos de plots comentados no código. | ||
#substitua o denominador de H(z) por dois polos em [-0.8 -0.8]. | #substitua o denominador de H(z) por dois polos em [-0.8 -0.8]. | ||
Linha 979: | Linha 1 054: | ||
#verifique o que ocorre se forem utilizados polos complexos não conjugados [0.3-0.4i 0.3+0.8i] | #verifique o que ocorre se forem utilizados polos complexos não conjugados [0.3-0.4i 0.3+0.8i] | ||
#verifique o que ocorre se os polos estiverem fora do circulo unitário [1.2 -0.2]. Interprete este resultado | #verifique o que ocorre se os polos estiverem fora do circulo unitário [1.2 -0.2]. Interprete este resultado | ||
+ | --> | ||
− | :* | + | :* ATIVIDADE 1 - Experimento 3.1 |
# Utilizando Nh = 10 e Nx = 20, execute a filtragem pelo menos 3 vezes em seguida e anote os tempos. | # Utilizando Nh = 10 e Nx = 20, execute a filtragem pelo menos 3 vezes em seguida e anote os tempos. | ||
# Anote o tamanho dos sinais de saída y, e analise os plots. | # Anote o tamanho dos sinais de saída y, e analise os plots. | ||
Linha 987: | Linha 1 063: | ||
# Explique os resultados obtidos. | # Explique os resultados obtidos. | ||
− | :* | + | :* ATIVIDADE 2 - Experimento 3.2 |
# Acrescente um subplot para mostrar o sinal no domínio da frequência com a magnitude em dB 20*log10(abs(X)). | # Acrescente um subplot para mostrar o sinal no domínio da frequência com a magnitude em dB 20*log10(abs(X)). | ||
# Limite a escala da magnitude entre -100 e 1 dB usando ylim. | # Limite a escala da magnitude entre -100 e 1 dB usando ylim. | ||
Linha 999: | Linha 1 075: | ||
# Utilize k = 0.3 e snr = 40 e varia a frequência do sinal entre 0 até 200 Hz (com passo de 10 Hz). Interprete os resultados obtidos. | # Utilize k = 0.3 e snr = 40 e varia a frequência do sinal entre 0 até 200 Hz (com passo de 10 Hz). Interprete os resultados obtidos. | ||
− | :* Utilizando o espectro de frequência (Exp3.2) repita as medições feitas com o processo de amostragem ( | + | :* ATIVIDADE 3 - Experimento 1.2 + 3.2 |
+ | # Utilizando o espectro de frequência (Exp3.2) repita as medições feitas com o processo de amostragem (Experimento 1.2) | ||
+ | # Varie o valor da frequência de amostragem de 6 até 20 Hz e observe | ||
+ | # Para analisar o espectro talvez seja conveniente mudar a amplitude dos sinais de entrada (sugestão A1 = 0.3 e A2 = 0.8). | ||
+ | # Em qual frequência deixa de ocorrer recobrimento do sinal 2. | ||
# Qual conclusão que você chega em relação a amostragem de sinais utilizando para a frequência de amostragem valores acima e abaixo do dobro da frequencia de Nyquist. | # Qual conclusão que você chega em relação a amostragem de sinais utilizando para a frequência de amostragem valores acima e abaixo do dobro da frequencia de Nyquist. | ||
− | |||
− | :* Faça um relatório (em pdf) incluindo as principais figuras obtidas e as respostas e conclusões | + | :* ATIVIDADE 4 - Filtragem de sinal DTMF |
+ | # Usando o Matlab (ou Audacity) gere um sinal DTMF correspondente a um número N (ver tabela abaixo), com duração de 2 segundos, com frequência de amostragem de 4kHz. | ||
+ | # Use o Matlab para ouvir o sinal x[n], mostrar o sinal no domínio do tempo e frequência. | ||
+ | # Use um filtro passa-faixa que permita a passagem apenas da frequência da linha (ou coluna) y[n]. Faça a filtragem no domínio do tempo, usando a função filter. Para projetar o filtro, posicionando no mínimo um polo sobre a frequência que deseja passar, e um zero sobre a frequência que deseja rejeitar. | ||
+ | # Use o Matlab para ouvir o sinal x[n], mostrar o sinal no domínio do tempo e frequência. | ||
+ | <center> | ||
+ | # VER os experimentos 3.1, 3.2 e 2.3 para códigos de auxilio. | ||
+ | |||
+ | {| class="wikitable" border="1" cellpadding="3" cellspacing="0" style="text-align:left; font-size:100%" bgcolor="#efefef" | ||
+ | ! scope="col" width=60% align="center"| Aluno | ||
+ | ! scope="col" width=40% align="center"| Tecla | ||
+ | |- | ||
+ | | Fernando || 1 | ||
+ | |- | ||
+ | | Gabriel || 6 | ||
+ | |- | ||
+ | | Jessica || 0 | ||
+ | |- | ||
+ | | João || 3 | ||
+ | |- | ||
+ | | Leticia || 9 | ||
+ | |- | ||
+ | | Marcos || 5 | ||
+ | |- | ||
+ | | Pedro || 8 | ||
+ | |- | ||
+ | | Vitor || 2 | ||
+ | |} | ||
+ | </center> | ||
+ | |||
+ | * Enviar o relatório (em pdf) incluindo as principais figuras obtidas e as respostas e conclusões na plataforma Moodle. | ||
+ | * 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 | AE2 - Projeto de Filtros Digitais IIR (Entrega e prazos ver Moodle)}} | {{collapse top | AE2 - Projeto de Filtros Digitais IIR (Entrega e prazos ver Moodle)}} | ||
− | 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 | + | 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 5 filtros, e trabalhos individuais serão 4 filtros. Para todos os filtros considere como valores default fa = 4 kHz, Gp = 0 dB, Ap = 1 dB e As = 40 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. |
{| 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=10% align="left"| Equipe | ! scope="col" width=10% align="left"| Equipe | ||
− | ! scope="col" width= | + | ! scope="col" width=15% align="center"| Filtro 1 |
− | ! scope="col" width= | + | ! scope="col" width=15% align="center"| Filtro 2 |
+ | ! scope="col" width=20% align="center"| Filtro 3 | ||
+ | ! scope="col" width=20% align="center"| Filtro 4 | ||
+ | ! scope="col" width=20% align="center"| Filtro 5 | ||
|- | |- | ||
| Equipe 1 | | Equipe 1 | ||
− | | LP - (f1 = | + | | LP - (f1 = 941 Hz; f2 = 1209 Hz, As = 20 dB, Butterworth) |
− | | | + | | HP - (f1 = 941 Hz; f2 = 1209 Hz, As = 30 dB, Chebychev 1) |
+ | | BP1 - (f1 = 627 Hz; f2 = 683 Hz, f3 = 711 Hz; f4 = 767 Hz, Elíptico ) | ||
+ | | BP2 - (f1 = 693 Hz; f2 = 755 Hz, f3 = 785 Hz; f4 = 847 Hz, Elíptico ) | ||
+ | | BP3 - (f1 = 1202 Hz; f2 = 1309 Hz, f3 = 1363 Hz; f4 = 1470 Hz, Elíptico ) | ||
|- | |- | ||
| Equipe 2 | | Equipe 2 | ||
− | | HP - (f1 = | + | | LP - (f1 = 941 Hz; f2 = 1209 Hz, As = 25 dB, Chebychev 1) |
− | | | + | | HP - (f1 = 941 Hz; f2 = 1209 Hz, As = 25 dB, Butterworth) |
+ | | BP1 - (f1 = 847 Hz; f2 = 922 Hz, f3 = 960 Hz; f4 = 1035 Hz, Chebychev 2 ) | ||
+ | | BP2 - (f1 = 1329 Hz; f2 = 1447Hz, f3 = 1507 Hz; f4 = 1625 Hz, Chebychev 2 ) | ||
+ | | BP3 - (f1 = 1470 Hz; f2 = 1600 Hz, f3 = 1666 Hz; f4 = 1796 Hz, Chebychev 2 ) | ||
|- | |- | ||
| Equipe 3 | | Equipe 3 | ||
− | | | + | | LP - (f1 = 941 Hz; f2 = 1209 Hz, As = 30 dB, Chebychev 1) |
− | | | + | | HP - (f1 = 941 Hz; f2 = 1209 Hz, As = 20 dB, Butterworth) |
+ | | BP1 - (f1 = 767 Hz; f2 = 835 Hz, f3 = 869 Hz; f4 = 937 Hz, Elíptico ) | ||
+ | | BP2 - (f1 = 693 Hz; f2 = 755 Hz, f3 = 785 Hz; f4 = 847 Hz, Elíptico ) | ||
+ | | BP3 - (f1 = 1329 Hz; f2 = 1447Hz, f3 = 1507 Hz; f4 = 1625 Hz, Elíptico ) | ||
|- | |- | ||
| Equipe 4 | | Equipe 4 | ||
− | | LP - (f1 = | + | | LP - (f1 = 941 Hz; f2 = 1209 Hz, As = 25 dB, Butterworth) |
− | | | + | | HP - (f1 = 941 Hz; f2 = 1209 Hz, As = 35 dB, Chebychev 1) |
+ | | BP1 - (f1 = 1088 Hz; f2 = 1185 Hz, f3 = 1233 Hz; f4 = 1330 Hz, Chebychev 2 ) | ||
+ | | BP2 - (f1 = 1329 Hz; f2 = 1447Hz, f3 = 1507 Hz; f4 = 1625 Hz, Chebychev 2 ) | ||
+ | | BP3 - (f1 = 627 Hz; f2 = 683 Hz, f3 = 711 Hz; f4 = 767 Hz, Chebychev 2 ) | ||
|- | |- | ||
| Equipe 5 | | Equipe 5 | ||
− | | | + | | LP - (f1 = 941 Hz; f2 = 1209 Hz, As = 35 dB, Chebychev 1) |
− | | | + | | HP - (f1 = 941 Hz; f2 = 1209 Hz, As = 25 dB, Butterworth) |
− | + | | BP1 - (f1 = 693 Hz; f2 = 755 Hz, f3 = 785 Hz; f4 = 847 Hz, Elíptico ) | |
− | + | | BP2 - (f1 = 1202 Hz; f2 = 1309 Hz, f3 = 1363 Hz; f4 = 1470 Hz, Elíptico ) | |
− | |||
− | | | ||
− | | | ||
− | |||
− | |||
− | |||
|} | |} | ||
Linha 1 046: | Linha 1 166: | ||
:: <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. |
− | + | :* 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. | + | :* 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. |
:* No caso do filtro H(z) também deve ser mostrado o atraso de grupo (ver função [https://www.mathworks.com/help/signal/ref/grpdelay.html grpdelay] do Matlab) | :* No caso do filtro H(z) também deve ser mostrado o atraso de grupo (ver função [https://www.mathworks.com/help/signal/ref/grpdelay.html grpdelay] do Matlab) | ||
:* Apresente o diagrama dos pólos e zeros dos filtros H(p), H(s) e H(z) | :* Apresente o diagrama dos pólos e zeros dos filtros H(p), H(s) e H(z) | ||
Linha 1 057: | Linha 1 176: | ||
:* 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 [http://moodlenovo.sj.ifsc.edu.br/mod/assign/view.php?id=2431 Moodle]. | :* Envie o relatório em pdf e os arquivos ".m" utilizados na plataforma [http://moodlenovo.sj.ifsc.edu.br/mod/assign/view.php?id=2431 Moodle]. | ||
{{collapse bottom}} | {{collapse bottom}} | ||
{{collapse top | AE3 - Projeto de Filtros Digitais FIR (Entrega e prazos ver Moodle)}} | {{collapse top | AE3 - 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 Fixas e Ajustáveis; (b) Projeto de filtros com o algoritmo de Parks-McCleallan; Nesta avaliação é solicitado que cada equipe realize os | + | Esta avaliação visa verificar se você conhece a metodologia de projeto de filtros digitais FIR: (a) Projeto de filtros com Janela Fixas (filtro LP) e Ajustáveis filtro HP); (b) Projeto de filtros com o algoritmo de Parks-McCleallan (Filtros BP); Nesta avaliação é solicitado que cada equipe realize os mesmos filtros projeto de filtros da atividade AE2. |
− | :*O | + | :*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 segundo filtro deve ser realizado utilizando uma janela | + | :*O segundo filtro deve ser realizado utilizando uma janela ajustável, podendo ser utilizado diretamente funções do Matlab que projetem o filtro. |
− | :* | + | :*Os filtros Band Pass (BP) devem ser projetados usando o algoritmo de Parks-McCleallan. |
− | :* Deve ser apresentado de forma gráfica a resposta em frequência dos filtros (ganho em dB e fase | + | :* 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. |
− | :* Utilize a mesma escala em dB para os | + | :* Deve ser apresentado de forma gráfica a resposta em frequência dos filtros (ganho em dB e fase) dos Filtros digitais H(z). |
− | :* 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. | + | :* 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 AE2. | |
− | :* Envie o relatório em pdf e os arquivos ".m" utilizados na plataforma [ | + | :* 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 [https://moodle.sj.ifsc.edu.br/course/view.php?id=178 moodle]. | ||
{{collapse bottom}} | {{collapse bottom}} | ||
− | {{collapse top | | + | {{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 | + | :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. |
− | :2. É permitido (incentivado) o uso de ferramentas como o FDAtool e funções como o | + | :2. É permitido (incentivado) o uso de ferramentas como o FDAtool e funções como o fdesign para o projeto do filtro. |
− | :3. Cada equipe deverá realizar o projeto de um | + | :3. Cada equipe deverá realizar o projeto de um dos 5 filtros com as especificações dadas na AE2 e AE3. Note que nas atividades AE2 e AE3 os projetos dos filtros foram feitos com precisão infinita (ponto flutuante - 64 bits). Nesta etapa os filtros projetados deverão ser REALIZADOS utilizando no mínimo as seguintes estruturas: |
::* IIR - Forma direta I, II (ou as transpostas correspondentes). | ::* IIR - Forma direta I, II (ou as transpostas correspondentes). | ||
::* IIR - Em seções de segunda ordem (SOS). | ::* IIR - Em seções de segunda ordem (SOS). | ||
Linha 1 089: | Linha 1 208: | ||
:: Utilize gráficos sobrepostos para comparar a realização dos filtros com diferentes estruturas e quantizações. | :: Utilize gráficos sobrepostos para comparar a realização dos filtros com diferentes estruturas e quantizações. | ||
:: Utilize uma tabela para resumir os resultados (hardware, ordem, atraso de grupo, número de bits) e compare a implementação usando FIR e IIR. | :: Utilize uma tabela para resumir os resultados (hardware, ordem, atraso de grupo, número de bits) e compare a implementação usando FIR e IIR. | ||
− | :5. Escreva um relatório mostrando os resultados obtidos e envie o relatório em pdf e os arquivos ".m" utilizados na plataforma [ | + | :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}} | ||
===ATUAL=== | ===ATUAL=== | ||
{{collapse top | expand = true | AE5 - Projeto de um Detector de DTMF (Entrega e prazos ver Moodle)}} | {{collapse top | expand = true | AE5 - 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 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 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" | ||
Linha 1 103: | Linha 1 221: | ||
! scope="col" width=25% align="center"| Teclas | ! scope="col" width=25% align="center"| Teclas | ||
|- | |- | ||
+ | | Equipe 1 || L1, L2 || C2 || 2, 5, 0, 1 | ||
+ | |- | ||
+ | | Equipe 2 || L4 || C1, C3 || *, #, 0, 6 | ||
+ | |- | ||
+ | | Equipe 3 || L2, L3 || C3 || 6, 9, 3, 4 | ||
+ | |- | ||
+ | | Equipe 4 || L2 || C1, C3 || 4, 6, 5, * | ||
+ | |- | ||
+ | | Equipe 5 || L1 || C1, C2 || 1, 2, 3, 0 | ||
+ | |} | ||
+ | |||
+ | <!-- | ||
| Equipe 1 || L1, L4 || C2, C3 || 2, 3, 0, # | | Equipe 1 || L1, L4 || C2, C3 || 2, 3, 0, # | ||
|- | |- | ||
Linha 1 117: | Linha 1 247: | ||
| Equipe 7 || L2, L4 || C2, C3 || 5, 6, 0, # | | Equipe 7 || L2, L4 || C2, C3 || 5, 6, 0, # | ||
|} | |} | ||
+ | --> | ||
:* As especificações do discriminador de frequência, mostrado na figura, são: | :* As especificações do discriminador de frequência, mostrado na figura, são: | ||
Linha 1 130: | Linha 1 261: | ||
The thresholds and decision logic are regulated in order not to recognize character signals with a level below -30 dBm | The thresholds and decision logic are regulated in order not to recognize character signals with a level below -30 dBm | ||
and to recognize valid character signals with a level in the range of -4 dBm to -30 dBm. | and to recognize valid character signals with a level in the range of -4 dBm to -30 dBm. | ||
+ | </syntaxhighlight> | ||
+ | De acordo com [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 3: Transmitters] as características dos componentes do transmissor são: | ||
+ | <code> | ||
+ | High group: signalling frequencies , which have nominal values of 1 209 Hz, 1 336 Hz, 1 477 Hz and 1 633 Hz | ||
+ | Low group: signalling frequencies, which have nominal values of 697 Hz, 770 Hz, 852 Hz and 941 Hz | ||
+ | The tolerances of the output frequencies shall be within ±1,5 % of their nominal values. | ||
+ | The sending levels when the DTMF transmitter is terminated with the reference impedance ZR,shallbe: | ||
+ | - for the high frequency group: -9,0 dBV, +2,0 dB / -2,5 dB; | ||
+ | - for the low frequency group: -11,0 dBV, +2,5 dB / -2,0 dB | ||
+ | where dBV - Absolute voltage level expressed in decibels relative to 1 volt. | ||
+ | The duration of any individual DTMF tone combination sent shall not be less than 65 ms. The duration of the pause between any individual DTMF tone combination shall not be less than 65 ms. | ||
+ | |||
</syntaxhighlight> | </syntaxhighlight> | ||
::* A frequência de amostragem ''f_s'' do sinal de entrada no sistema mostrado acima é de 8 kHz. | ::* A frequência de amostragem ''f_s'' do sinal de entrada no sistema mostrado acima é de 8 kHz. | ||
::* O circuito retificador deve se implementado pela função '''abs'''. | ::* O circuito retificador deve se implementado pela função '''abs'''. | ||
− | ::* Como sinais de entrada devem com frequência de amostragem de | + | ::* 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, |
− | :::*1) Os 4 Sinal de DTMF correspondentes as 4 teclas indicadas para a equipe, com duração de 1 segundo | + | ::* Como sinais de entrada devem com '''frequência de amostragem de 80kHz''' e serão utilizados: |
− | :::*2) Um sinal DTMF correspondente a sequencia de teclas "123456789*0#" com duração de tom de 65ms e pausa de 65ms 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]) | + | :::*1) Os 4 Sinal de DTMF correspondentes as 4 teclas indicadas para a equipe, com '''duração de 1 segundo''' |
− | :::*3) Os sinais do item (1) e (2) somados a um ruído branco. | + | :::*2) Um sinal DTMF correspondente a sequencia de teclas "123456789*0#" com '''duração de tom de 65ms e pausa de 65ms''' 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]) |
+ | :::*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. | ||
::* A seleção do sinal de entrada e adição do ruido pode ser feita através de chaves manuais. | ::* A seleção do sinal de entrada e adição do ruido pode ser feita através de chaves manuais. | ||
− | ::* Neste projeto os sinais de entrada a serem utilizados deverão ser gerados com frequência de amostragem | + | ::* Os discriminadores das linhas e colunas não projetadas, deverão ser substituídos por chaves manuais para simular tanto a inserção dessas frequências como para gerar respostas com erro. |
+ | ::* Caso seja inserida uma informação DTMF que ative as frequências especificadas, mas que não corresponda a um dos "Dual Tone", o discriminador deverá indicar um código de ERRO "1111" (15) na saída. Se não houver nenhuma dessas frequências, deverá ser indicado com um código de VAZIO "0000" (0). Recomenda-se que o número 0 seja representado pelo código binário "1010" (10). | ||
+ | ::* 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 = 4 kHz, seguido de uma subamostragem para a nova frequência de = 8 kHz. | ||
::* 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'''. | ||
Linha 1 150: | Linha 1 296: | ||
* [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] | * [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] | ||
* [http://www.etsi.org/deliver/etsi_es/201200_201299/20123504/01.01.01_50/es_20123504v010101m.pdf ETSI ES 201 235-4 - Specification of Dual Tone Multi-Frequency (DTMF) Transmitters and Receivers; Part 4: Receivers for use in Terminal Equipment for end-to-end signalling] | * [http://www.etsi.org/deliver/etsi_es/201200_201299/20123504/01.01.01_50/es_20123504v010101m.pdf ETSI ES 201 235-4 - Specification of Dual Tone Multi-Frequency (DTMF) Transmitters and Receivers; Part 4: Receivers for use in Terminal Equipment for end-to-end signalling] | ||
− | + | :* Outros links auxiliares: | |
− | + | *[https://en.wikipedia.org/wiki/Dual-tone_multi-frequency_signaling DTMF] | |
+ | * [https://en.wikipedia.org/wiki/Time_constant Relação entre constante de tempo e frequencia de corte] | ||
+ | * [http://www.sengpielaudio.com/calculator-db-volt.htm Calculador de dBV] | ||
{{collapse bottom}} | {{collapse bottom}} | ||
− | |||
==Referências Bibliográficas== | ==Referências Bibliográficas== |
Edição atual tal como às 12h59min de 14 de dezembro de 2017
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 1.1
alpha = 1.15; N = 256;
x = [1 zeros(1,N)];
y = filter(1,[1 -1/alpha],x);
stem(y);
% 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
ATENÇÃO!!!! Tinha um erro no valor de antes estava . Jessica obrigado por avisar.
%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');
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 FINALATUAL
hdllib Show Blocks Supported for HDL Code Generation
hdlsetup('teste_sin_HDLcoder')
cd hdl_prj/hdlsrc/teste_sin_HDLcoder ls *.vhd
vsim &
Subsystem_compile.do Subsystem_tb_compile.do Subsystem_tb_sim.do
IF Out1_testFailure = '0' THEN
ASSERT FALSE
REPORT "**************TEST COMPLETED (PASSED)**************"
SEVERITY NOTE;
ELSE
ASSERT FALSE
REPORT "**************TEST COMPLETED (FAILED)**************"
SEVERITY NOTE;
END IF;
sfir_fixed
hdlsetup('sfir_fixed')
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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
- Autoinscrição na Plataforma Moodle de PSD29007 (engtelecom)
AE1 - Revisão de Sinais e Sistemas (prazo e forma de entrega ver na plataforma Moodle) | ||||||||||||||||||
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Figura 1 - Análise no domínio da frequência do sinal
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AE2 - 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 5 filtros, e trabalhos individuais serão 4 filtros. Para todos os filtros considere como valores default fa = 4 kHz, Gp = 0 dB, Ap = 1 dB e As = 40 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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AE3 - 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 (filtro LP) e Ajustáveis filtro HP); (b) Projeto de filtros com o algoritmo de Parks-McCleallan (Filtros BP); Nesta avaliação é solicitado que cada equipe realize os mesmos filtros projeto de filtros da atividade AE2.
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AE4 - Realização de Filtro Digitais FIR e IIR (Entrega e prazos ver Moodle (4 Dez as 13h00) |
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ATUAL
AE5 - 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 1,3 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 2,8 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