PROCESSADOR DIGITAL DE SINAIS - DSP |
Autores: Rafael Astuto Arouche Nunes e Marcelo Portes de Albuquerque |
INTRODUÇÃO |
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O DSP Nas ultimas duas décadas ocorreu uma grande evolução na área de processamento de sinais. O que antes era feito de forma analógica, com pouco controle sobre o meio físico envolvido agora pode ser feito de forma digital, controlada, muito mais precisa e rápida. Esta evolução deve-se a criação do DSP. O DSP, ou Processador Digital de Sinais (Digital Signal Processor), sao ferramentas muito versáteis, de fácil integração ao usuário, permitindo este realizar qualquer tipo de trabalho ou projeto desejado. O DSP acima de tudo é um dispositivo programável, que detêm seu próprio código de instruções. Cada empresa que cria o seu processador cria também o seu ambiente de desenvolvimento (IDE) próprio para aquele tipo de chip, tornando desta forma a manipulação do microprocessador muito mais fácil e rápida. Alem disso os DSPs foram projetados levando-se em consideração que as operações mais habituais em um processamento digital são as de adição, multiplicação e transferência de memória, consecutivos. Para tal existem instruções de repetição que precedem tais operações, tornando possível a execução destas usando-se muitas vezes apenas um ciclo de memória.
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Ver também: Projetos de Exemplificação Prática, O DSP EP2S60,
O Projeto Lock-in, Publicações
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PROJETOS DE EXEMPLIFICAÇÃO PRÁTICA |
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Manuseio dos LEDs Durante o processo de aprendizagem foi utilizado o DSP ADSP-21160M, da frabricante Analog Devices. Abaixo segue um exemplo de como manusear os LEDs da placa numa sequencia binária de 0 a 7. Ao compiladorarmos o codigo dentro da IDE do DSP damos início a uma sequencia de interrupções que fazem com que os LEDs acendam na sequencia correta, onde um LED apagado de representa o digito 0 (zero) e um LED aceso representa o digito 1 (um).
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Gerador de Sinais Utilizando o mesmo ADSP-21160M foi realizado com a ajuda de Rodrigo C. Torres um gerador de sinais que gera uma senoide com determinada frequencia e amplitude que pode ser visualizada diretamente em qualquer osciloscopio. O DSP roda o codigo e fica gerando os pontos da senoide ininterruptamente.
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Simulador de Lock-In em Matlab O Lock-In é um equipamento que utiliza uma técnica conhecida por detecção síncrona para detectar sinais com Relação Sinal Ruído (SNR) elevada, utilizando um sinal senoidal como referência. Ele pode ser utilizado em diversas áreas da ciência, principalmente para medidas e detecções de sinais em laboratórios de física. A figura 4 mostra um diagrama de blocos de um lock-in.
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Ver também: Introdução, O DSP EP2S60,
O Projeto Lock-in, Publicações
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O DSP EP2S60 |
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No momento, estamos utilizado no aprendizado sobre DSPs o modelo EP2S60 da Altera Devices. Este DSP é uma poderosa ferramenta de processamento de sinais, sendo composto por dois conversores analógio-digitais de 12 bits cada e por dois conversores digitais-analógicos de 14 bits cada. Para sua programação utiliza-se a interface JTAG chamada de USB Blaster. Com isso sua programação torna-se mais rápida e eficiente em relação a outros kits de desenvolvimento.
Abaixo seguem projetos feitos com a ajuda dos amigos Leonardo Resende e Maurício Bochner durante a etapa de testes e aprendizado com o DSP. São projetos como geradores de sinais, protótipos de leitura e armazenamento de dados, manuseio dos LEDs e dos displays de 7 segmentos e manipulação dos interruptores. Todos os arquivos foram feitos na interface do software Matlab versao R2007b, no ambiente de simulação Simulink. Os programas de desenvolvimento da Altera foram gerados usando a versao Quartus 6.1. |
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Ver também: Introdução,
Projetos de Exemplificação Prática, O Projeto Lock-in,
Publicações
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O PROJETO LOCK-IN |
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O CAT, Coordenação de Atividades Técnicas, esta desenvolvendo, sob a orientação do professor Marcelo P. Albuquerque, o projeto de elaboração de um Amplificador Lock-In. O grupo é formado pelo aluno de graduação Rafael Astuto Arouche Nunes e os alunos de mestrado Mauricio Bochner e Leonardo Correia Resende, com a co-orientação do professor Jorge Luiz Gonzalez. O Amplificador Lock-In é um instrumento de dupla potencialidade. Ele pode detectar sinais na presença de ruídos e também é eficiente para fazer medidas de alta resolução de sinais relativamente limpos em diversas ordens de magnitude e freqüência. Atualmente um Amplificador Lock-In desempenha mais funções tais como: instrumento medidor de fase, uma unidade medidora de ruído, um analisador de espectro entre outras funções.
Particularmente nos laboratórios de física, o Lock-In é um dos instrumentos mais valiosos e úteis já que o mesmo faz parte de diferentes sistemas experimentais os quais permitem identificar transições de fases em sólidos cristalinos e outros sistemas físicos. Especificamente, o Lock-In permite separar e estudar sinais em fase e quadratura em diferentes experimentos, fornecendo valiosas informações sobre diferentes grandezas físicas as quais estão associadas com as componentes (fase e quadratura) dos sinais medidos. |
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Ver também: Introdução,
Projetos de Exemplificação Prática, O DSP EP2S60,
Publicações
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PUBLICAÇÕES |
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Ver também: Introdução,
Projetos de Exemplificação Prática, O DSP EP2S60,
O Projeto Lock-in
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Marcelo Portes de Albuquerque: marcelo@cbpf.br Rafael Astuto Arouche Nunes: rastuto@cbpf.br Leonardo Correia Resende: resende@cbpf.br Mauricio Bochner: mauricio@cbpf.br Jorge Luiz Gonzalez: jl@cbpf.br |
Ultima atualização: 02/02/2012