Processamento de Sinais: Quantização, Codificação e Reconstrução de Sinal com FFT em MATLAB

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO Avenida Fernando Correa da Costa Nº 2367 Boa Esperança Telefone 065 36158000 Cuiabá MT CEP 78060900 Internet httpwwwufmtbr Quantização codificação reconstrução do sinal e aplicação da FFT Professor Rafael Zamodzki Disciplina Processamento de Sinais Curso Engenharia de Controle e AutomaçãoEngenharia de Computação Objetivo Criar um sinal com várias componentes de frequência amostrálo digitaliza lo reconstruílo e aplicar a FFT no sinal reconstruído para verificar os valores de amplitude e fase em cada componente de frequência Todo o procedimento deve ser realizado no ambiente Script do MATLAB Passo 1 Crie um sinal com as seguintes componentes a V 10 V f 50 Hz b V 5 V f 200 Hz ϕ 60 c V 75 V f 4 kHz ϕ 45 Passo 2 Amostre este sinal utilizando frequência de amostragem adequada Passo 3 Plote o sinal original e o sinal amostrado em apenas uma janela usando subplot Passo 4 Realize a digitalização do sinal usando um conversor AD de 12 bits conforme exercício realizado em sala de aula verifique a amplitude máxima que o sinal atinge para definir o valor da tensão de referência a ser usado Passo 5 Após a digitalização reconstrua o sinal usando também 12 bits Passo 6 Plote o sinal original e o sinal reconstruído na mesma figura use hold on para realizar a comparação entre as formas de onda Passo 7 Usando a função fft do MATLAB verifique a sintaxe no help calcule um número adequado de pontos lembrando da equação 𝑓𝑚 𝑚𝑓𝑠 𝑁 Passo 8 Calcule o módulo e a fase de cada um dos pontos encontrados a partir da FFT Realize as alterações nas amplitudes e nos ângulos conforme a teoria estudada em sala de aula amplitudes das componentes maiores que zero aparecem multiplicadas por N2 fase aparece somada com 90 etc Passo 9 Utilizando os dados do passo anterior monte os gráficos das amplitudes e das fases nas respectivas componentes de frequência Utilize subplot para plotar ambos os gráficos na mesma janela O gráfico das amplitudes acima do gráfico das defasagens Ajuste os gráficos considerando os aspectos de simetria par e ímpar para que mostrem apenas as informações relevantes do sinal ao usuário final UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO Avenida Fernando Correa da Costa Nº 2367 Boa Esperança Telefone 065 36158000 Cuiabá MT CEP 78060900 Internet httpwwwufmtbr Simulação ADC DAC e Condicionamento de Sinais Professor Rafael Zamodzki Disciplina Processamento de Sinais Curso Engenharia de Controle e Automação Objetivo Aplicar os conversores AD e DA na digitalização e reconstrução de um sinal condicionar este sinal para a entrada do AD e para sua correta reconstrução e verificar os efeitos de todo o processo nas características do sinal Procedimento Passo 1 No PSIM encontre o bloco Squirrelcage Ind Machine referente ao motor de indução de gaiola de esquilo Alimente o bloco com 220 Vrms de linha e frequência de 60 Hz Meça as correntes das três fases entre a fonte e o motor Meça a velocidade e o torque no eixo do motor Após os sensores acople uma carga mechanical load com Tc 20 Nm e momento de inércia 1 kgm² Passo 2 Utilize um sensor de corrente saída em tensão para a obtenção do sinal de corrente da fase A O ganho do sensor deve ser ajustado para 120 de forma que fique adequado para ser aplicado na entrada de um AmpOp alimentado com 15 V Passo 3 Utilize alguma estratégia para reduzir a amplitude do sinal de saída do sensor de forma que fique com amplitudes entre 5 V e 5 V em todo o período de análise Passo 4 O próximo bloco a ser utilizado é o Quantization Block que deve ser configurado com entradas entre 5 V e 5 V e saída entre 0 e 10 V A frequência de amostragem deve ser ajustada em 10 kHz Passo 5 Encontre o bloco do AD de 10 bits e ligue a saída do quantizador à entrada do AD A frequência do clock deve ser de 10 kHz Selecione o valor de referência de modo a utilizar a maior faixa do AD possível para a conversão Passo 6 Conecte as saídas digitais do AD nas entradas digitais de um DA Passo 7 Filtre as altas frequências do sinal de saída do DA utilizando um filtro ativo Passo 8 Utilize alguma estratégia para deslocar o sinal que atualmente possui a faixa de 0 a 10 V para que fique novamente simétrico com relação ao eixo horizontal