Electrónica de Aquisição e Processamento de Sinal

Código:

EEC0091

Sigla:

EAPS

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Automação, Controlo e Sistemas de Produção Indust.
OFICIAL	Electrónica e Sistemas Digitais

Ocorrência: 2008/2009 - 1S

Ativa?	Sim
Página Web:	http://moodle.fe.up.pt/0809/course/view.php?id=254
Unidade Responsável:	Automação, Controlo e Sistemas de Produção Industrial
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEEC	47	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	4	-	6	63	160
		Plano para bachareis que em 06 estiveram no 5º ano	4	-	6	63	160
		Plano de estudos oficial a partir de 2007/08	4	-	6	63	160
		Plano para alunos que em 2006 estiveram no 3º ano	4	-	6	63	160
		Plano para alunos que em 2006 estiveram no 5º ano	4	-	6	63	160
		Plano para alunos que em 2006 estiveram no 4º ano	3	-	6	63	160
			4
		Plano para bachareis que em 06 estiveram no 4º ano	4	-	6	63	160

Língua de trabalho

Português

Objetivos

A disciplina de Electrónica de Aquisição e Processamento de Sinal pretende introduzir os alunos no processamento de sinais, do mundo que nos rodeia, e que necessitam, hoje em dia, de serem tratados com electrónica digital.
Assim, há toda uma cadeia dedicada a processar analogicamente o sinal (adaptação de amplitude, adaptação de impedância, mudança de nível DC, filtragem, eliminação do ruído, conversão tensão/corrente e vice-versa, compressão, expansão, operações matemáticas, multiplexação, etc. ...) a convertê-lo para o mundo digital ( ADCs, SHs, etc...) e a processá-lo digitalmente (filtros digitais, FFTs, DTFs, etf. ...).
A disciplina propõe uma aproximação que começa por rever a classificação dos sinais analógicos, continuando com a apresentação das operações mais comuns a aplicar nos mesmos, bem como a análise e quantificação dos erros introduzidos e terminando com as questões relativas à conversão A/D e processamento digital com os algoritmos mais utilizados.
Competências a adquirir na Disciplina:
No final da Disciplina o Aluno deve ser capaz de:
1. Identificar e aplicar métodos de aquisição e processamento de sinal.
2. Analisar a influência do ruído no desempenho de um sistema de instrumentação.
3. Identificar e aplicar métodos e técnicas de amostragem nos domínios do tempo e da frequência.
4. Identificar e aplicar métodos e técnicas de filtragem digital.
5. Aplicar o conhecimento disciplinar em instrumentação distribuída e sistemas de instrumentação, com estudo de casos.
6. Projectar sistemas de processamento e aquisição analógico digital para as grandezas físicas mais comuns (temperatura, luz, pressão, tensão, força, pH, som, distância, aceleração...).

Programa

Conteúdos Programáticos:
1. Revisões sobre transdutores e condicionamento de sinal: (*)
1.1. Transdutores activos e passivos de grandezas mecânicas, químicas, magnéticas e eléctricas.
1.2. Princípio de funcionamento, modelo e função de transferência.
1.3. Gama de medida, sensibilidade, linearidade, fontes de erro e resposta em frequência.
1.4. Condicionamento de sinal associado aos diversos tipos de processos de transdução.
2. Introdução à Aquisição e Processamento de Sinal:
2.1. Aquisição de sinal:
2.1.1. Noções sobre ruído intrínseco e extrínseco.
2.1.2. Amostragem de sinais contínuos: teorema da amostragem e aliasing. Anti-aliasing.
2.1.3. Reconstrução de um sinal amostrado
2.1.4. Conversão analógico-digital e digital-analógica.
2.2. Processamento de sinal:
2.2.1. Processamento no domínio temporal:
2.2.1.1. Correlação e convolução de sinais.
2.2.2. Processamento no domínio das frequências:
2.2.2.1. Transformada de Fourier (FT), transformada discreta de Fourier (DFT) e transformada rápida de Fourier (FFT).
2.2.3. Convolução no domínio da frequência.
3. Filtros:
3.1. Revisão de equações às diferenças e transformada z. (**)
3.2. Especificação de filtros.
3.3. Filtros FIR e IIR.
4. Processadores digitais de sinal (DSPs):
4.1. Características.
4.2. Arquitectura e interfaces I/O.
4.3. Exemplos de DSPs.
5. Sistemas de aquisição de dados:
5.1. Selecção.
5.2. Cartas para PC.
6. Equipamentos “Standalone”:
6.1. Instrumentação virtual.

Bibliografia Obrigatória

Pallás-Areny, Ramón; Analog signal processing. ISBN: 0-471-12528-8
Taylor, Rosemary H.; Data acquisition for sensor systems. ISBN: 0-412-78560-9

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

As aulas teóricas ilustram os assuntos a tratar, utilizando uma filosofia de aprendizagem activa, com exemplos de aplicação e dimensionamento de casos de estudo típicos.
Nas aulas de prática laboratorial é efectuada a montagem, o estudo e a simulação de circuitos de aplicação, dos conceitos apresentados nas aulas teóricas, e é feita a avaliação das competências, ou de parte das competências, a adquirir na disciplina.

Software

PSIM, MATLAB, SPICE

Palavras Chave

Ciências Físicas > Física > Electrónica > Optoelectrónica
Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia electrónica
Ciências Tecnológicas > Engenharia
Ciências Físicas > Física > Electrónica
Ciências Físicas > Física > Acústica > Electroacústica
Ciências Físicas > Ciência de computadores > Sistemas Digitais

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Aulas da disciplina (estimativa)	Participação presencial	52,00
Exames	Exame	4,00
	Total:	-	0,00

Componentes de Ocupação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Data Conclusão
Atendimento	Estudo autónomo	12
Estudo Teórico	Estudo autónomo	46
Estudo Prático	Estudo autónomo	46
	Total:	104,00

Obtenção de frequência

Só serão admitidos a exame final (EF) os alunos que frequentarem as aulas práticas e atingirem pelo menos a classificação de SETE (7) em VINTE (20) valores na avaliação laboratorial (AP).

Fórmula de cálculo da classificação final

A nota final da disciplina é feita do modo seguinte:
0.6*EF+0.4*AP
Todas as avaliações são efectuadas numa escala de zero a vinte valores.
EF: Exame Final
AP: Aulas Práticas
A aprovação na disciplina está condicionada a um mínimo de 8 valores no exame final.

Provas e trabalhos especiais

Não há.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Os TE, M, DA que não tenham frequência das aulas práticas têm de efectuar um exame prático.

Melhoria de classificação

De acordo com o ponto 10 das NGA.

Observações

Competências já adquiridas em outras disciplinas e que devem ser revistas:
1. As obtidas nas disciplinas de sistemas digitais, circuitos, electrónica, teoria do sinal, teoria do controlo e medição sensores e instrumentação.
Atendimento aos Alunos:
Em hora a combinar para cada grupo de alunos.