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http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/29369| Title: | Métodos de calibração baseados em modelo para conversores analógicos-para-informação do tipo pré-integrador de modulação aleatória. |
| Other Titles: | Model-based calibration methods for converters modulation pre-integrator type analog-to-information Random. Métodos de calibración basados en modelos para convertidores modulación preintegrador tipo analógico a información Aleatorio. |
| ???metadata.dc.creator???: | ARRUDA, Bruno Willian de Souza. |
| ???metadata.dc.contributor.advisor1???: | FREIRE, Raimundo Carlos Silvério. |
| ???metadata.dc.contributor.advisor2???: | GURJÃO, Edmar Candeia. |
| ???metadata.dc.contributor.referee1???: | SOUSA, Fernando Rangel de. |
| ???metadata.dc.contributor.referee2???: | LIMA, Robson Nunes de. |
| ???metadata.dc.contributor.referee3???: | ASSIS, Francisco Marcos de. |
| ???metadata.dc.contributor.referee4???: | LUCIANO, Benedito Antonio. |
| Keywords: | Amostragem compressiva;Conversores analógicos-para- informação (AIC);Calibração de AIC;Processamento da informação - conversão;Processamento da informação - calibração.;Compressive sampling;Analog-to-converters information (AIC);AIC calibration;Processing of information - conversion;Information processing - calibration;Muestreo compresivo;Convertidores analógicos a analógicos información (AIC).;Calibración AIC;Procesamiento de información - conversión;Procesamiento de la información - calibración |
| Issue Date: | 11-Jul-2019 |
| Publisher: | Universidade Federal de Campina Grande |
| Citation: | ARRUDA, Bruno Willian de Souza. Métodos de calibração baseados em modelo para conversores analógicos-para-informação do tipo pré-integrador de modulação aleatória. 2019. 81 fl. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica), Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2019. Disponível em: |
| ???metadata.dc.description.resumo???: | Nesta tese, propõe-se métodos de calibração para conversores analógicos-para-informação (AIC) do tipo pré-integrador de modulação aleatória (RMPI). Em um levantamento do estado da arte de calibração de AIC, constatou-se que as implementações desse tipo de conversor frequentemente sofrem o impacto das não-idealidades do hardware, que se reflete em perdas na etapa de reconstrução do sinal. Além disso, verificou-se que as soluções abordadas na bibliografia especializada fazem uso de métodos de calibração cega: um procedimento em que os coeficientes de calibração são adquiridos juntamente com o sinal a ser recuperado, por meio de um algoritmo de reconstrução. Não obstante, a reconstrução realizada por esses algoritmos nem sempre garante um resultado satisfatório, visto que os parâmetros de entrada influenciam na reconstrução do sinal. Nesse sentido, para evitar a influência desses algoritmos no processo de calibração, os métodos propostos nesta tese utilizam apenas as medidas realizadas pelo hardware, de modo que os coeficientes de calibração (erros de ganho, deslocamento e atraso) sejam conhecidos antes da fase de reconstrução, retirando assim a influência do algoritmo na exatidão da reconstrução do sinal. Foram realizados experimentos e simulações computacionais com sinais de um, dois e três tons, e a partir de então, foram utilizadas métricas de avaliação para a medida realizada pelo conversor e também para a reconstrução do sinal (realizada por meio de dois algoritmos de reconstrução distintos). Como exemplo de métricas, foram utilizadas a relação sinal-ruído e distorção (SINAD), o erro quadrático médio e a relação sinal-ruído de reconstrução. A partir dos resultados verificou-se a eficiência dos métodos por meio de uma melhoria de 82,2%, 28,2% e 48,7% do valor da SINAD de medidas calibradas de sinais de um, dois e três tons, respectivamente, levando em consideração as medidas simuladas como valores ideais. Como consequência das melhorias nas medidas calibradas, também houve uma melhora significativa com relação as métricas de reconstrução de sinal. |
| Abstract: | In this thesis, we propose calibration methods for analog-to-information converters (AIC) based on the random modulation pre-integrator architecture. In a state-of-the-art search about AIC calibration, it has been found that implementations of this kind of converter frequently suffer the impact of hardware non-idealities in the signal reconstruction step. In addition, it was verified that the solutions addressed by several works make use of blind calibration methods, which is a procedure in which the calibration coefficients are acquired together with the sparse signal to be recovered, by means of a reconstruction algorithm. However, the reconstruction performed by these algorithms does not always guarantee a satisfactory result, since the input parameters influence the reconstruction of the signal. Therefore, to avoid the influence of reconstruction algorithms in the calibration process, the methods proposed in this thesis use only the measurements performed by the AIC’ hardware and those obtained by its dynamic model, so that the calibration coefficients (gain, offset and delay errors) are known before the reconstruction step, thus removing the influence of the algorithm on the accuracy of the signal reconstruction. Experiments and simulations were performed with one, two and three tone signals, and evaluation metrics were used to evaluate the measurement performed by the converter and the signal reconstruction (performed by two different reconstruction algorithms). As an example of metrics, we used the signal-to-noise and distortion ratio (SINAD), the mean square error and the reconstruction signal-to-noise ratio. From the results, the efficiency of the methods was verified by means of an improvement of 82.2%, 28.2% and 48.7% of the SINAD value of calibrated measurements of one, two and three tone signals, respectively, taking simulated measurements as ideal values. As a result of improvements in calibrated measurements, there was also a significant improvement over signal reconstruction metrics. |
| ???metadata.dc.description.resumen???: | En esta tesis se proponen métodos de calibración para convertidores de analógico a información (AIC) del tipo preintegrador de modulación aleatoria (RMPI). En una encuesta estatal del arte de calibración AIC, se encontró que las implementaciones de este tipo de convertidor a menudo sufren el impacto de hardware no ideal, lo que se refleja en pérdidas en el paso de reconstrucción de la señal. Además, se encontró que las soluciones abordadas en el bibliografía especializada hacen uso de métodos de calibración ciega: procedimiento en el que los coeficientes de calibración se adquieren junto con la señal a recuperar, a través de de un algoritmo de reconstrucción. Sin embargo, la reconstrucción realizada por estos algoritmos no siempre garantiza un resultado satisfactorio, ya que los parámetros de entrada influyen en la reconstrucción de la señal. En este sentido, para evitar la influencia de estos algoritmos en el proceso calibración, los métodos propuestos en esta tesis utilizan sólo las mediciones realizadas por el hardware, por lo que los coeficientes de calibración (ganancia, compensación y errores de retardo) son conocidos antes de la fase de reconstrucción, eliminando así la influencia del algoritmo en el precisión de la reconstrucción de la señal. Se llevaron a cabo experimentos y simulaciones por ordenador. con señales de uno, dos y tres tonos, y en adelante se utilizaron métricas de evaluación para la medida realizada por el convertidor y también para la reconstrucción de la señal (realizada por medio de dos algoritmos de reconstrucción diferentes). Como ejemplo de métricas, utilizamos la relación señal/ruido y distorsión (SINAD), el error cuadrático medio y la relación señal/ruido de reconstrucción. A partir de los resultados, se verificó la eficiencia de los métodos a través de un mejora del 82,2%, 28,2% y 48,7% del valor SINAD de medidas calibradas de signos de uno, dos y tres tonos, respectivamente, teniendo en cuenta las medidas simuladas como valores ideales Como consecuencia de las mejoras en las medidas calibradas, también ha habido una mejora significativo con respecto a las métricas de reconstrucción de la señal. |
| Keywords: | Amostragem compressiva Conversores analógicos-para- informação (AIC) Calibração de AIC Processamento da informação - conversão Processamento da informação - calibração. Compressive sampling Analog-to-converters information (AIC) AIC calibration Processing of information - conversion Information processing - calibration Muestreo compresivo Convertidores analógicos a analógicos información (AIC). Calibración AIC Procesamiento de información - conversión Procesamiento de la información - calibración |
| ???metadata.dc.subject.cnpq???: | Engenharia Elétrica |
| URI: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/29369 |
| Appears in Collections: | Doutorado em Engenharia Elétrica. |
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