Exercícios - Simulações 2022 1

Leitura obrigatoriamente as instruções a seguir: 1. Este exercício deve ser realizado utilizando a ferramenta GNU Radio Companion (GRC) ou Python. 2. Adote como diretrizes gerais para a simulação: - Taxa de amostragem: 100 ksps. Porém, verifique em cada exercício se a taxa está adequada e promova ajustes, se necessário, justificando devidamente. - Uso de instrumentos virtuais: analisador de espectro e osciloscópio. - Geradores de sinais: determinísticos e aleatórios, se necessário. 3. Insira no Teams, na pasta de Entrega de Simulação Computacional, um único arquivo por aluno usando o padrão PCOM_SC01_matr.zip, em que mat é o número de sua matrícula, desprezando-se quaisquer caracteres não numéricos. 4. O arquivo compactado deve conter obrigatoriamente os códigos (.py ou .grc) e um arquivo .pdf. 5. O arquivo .pdf deve conter as análises e os gráficos solicitados, além de lista dos arquivos enviados ao Teams. Simulação 1 3,0 pontos Considere um modelo de canal de comunicação em que a resposta impulsional é dada por h(t) = δ(t) + α δ(t − τ), em que 0 ≤ α ≤ 1 e 10^-5 ≤ τ[s] ≤ 10^-4. Com relação a esse canal, faça o que se pede a seguir. (a) Usando as funções de analisador de espectro do GRC, faça um estudo do modelo de função de transferência do canal, ao se variar α e τ. Apresente no máximo 2 gráficos que ilustrem o comportamento do canal para escalas de α e τ por parte do aluno e faça comentários de no máximo 5 linhas. (b) Defina um canal, escolhendo um valor de α e um valor de τ quaisquer dentro das faixas estabelecidas acima. Caso você fosse transmitir um sinal de comunicação por meio do canal definido, qual seria a máxima banda desse sinal e qual seria a frequência central do espectro do sinal de comunicação. Justifique sua resposta em no máximo 5 linhas e apresente um gráfico, caso necessário. Simulação 2 3,5 pontos Considere que o sinal x(t) = 10cos(2πf1t) + 10cos(2πf2t), em que f1 = 3,0 kHz e f2 = 7,0 kHz, seja injetado em um dispositivo cuja saída é dada por y(t) = 10x(t) + x'' (t). Com relação a essa situação, faça o que se pede a seguir. (a) Usando a função Python Block do GRC, implemente um bloco em seu simulador e descreva em no máximo 5 linhas o comportamento de y(t), quando esse bloco é excitado por x(t). (b) Faça uma análise nos domínios temporal e frequencial de y(t), para diferentes 2 diferentes valores de n. Verifique se a taxa de amostragem está adequada para cada valor escolhido para análise. Apresente 2 gráficos que ilustrem o comportamento analisado e faça comentários em no máximo 5 linhas. (c) Se a distorção causada em x(t) pelo dispositivo modelado por y(t) puder ser mitigada, apresente solução adequada e discuta o resultado em no máximo 5 linhas. Simule a sua proposta e apresente 1 gráfico que ilustre o resultado do procedimento. Simulação 3 3,5 pontos Defina uma estratégia via GRC que permita a determinação da banda essencial de um sinal de energia de banda base. Realize 2 ensaios que mostrem o uso e a correção da implementação realizada. Caso o sinal empregado em cada ensaio tenha a sua banda limitada à banda essencial, faça uma análise, em no máximo 5 linhas, do efeito sobre o sinal da limitação de banda. Apresente 2 gráficos e realize comentários em no máximo 5 linhas.