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TRABALHOS DE FIM DE CURSO @PUC-Rio
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Estatística
Título: DEMODULAÇÃO FSK POR MEIO DE FPGA
Autor(es): RUDAH MACIEL GUEDES
Colaborador(es): MARCO ANTONIO GRIVET MATTOSO MAIA - Orientador
Catalogação: 25/JUN/2015 Língua(s): PORTUGUÊS - BRASIL
Tipo: TEXTO Subtipo: TRABALHO DE FIM DE CURSO
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Referência(s): [pt] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/TFCs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=24819@1
[en] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/TFCs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=24819@2
DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.24819
Resumo:
A modulação FSK é amplamente utilizada para a transmissão digital de dados em diversas áreas. No caso do monitoramento de dutos de transporte de petróleo por meio de sensores, o sistema de transmissão possui limitações físicas, como altas temperaturas e pressão, de modo que é restrito à métodos de transmissão mais simples, como a modulação FSK binária (B-FSK). Torna-se, portanto, fundamental que o sistema receptor seja capaz de realizar uma demodulação eficiente. Uma série de métodos pode ser considerada para essa tarefa, dentre eles o algoritmo Goertzel. Esse algoritmo é capaz de implementar um estreito filtro passa-banda sobre o sinal de entrada identificando a presença ou ausência de uma componente de frequência. Nesse contexto, o Field Programable Gate Array (FPGA) representa uma solução robusta de baixo custo para a demodulação de sinais FSK - através do algoritmo Goertzel - principalmente por conta da possibilidade de paralelização das estruturas digitais que tornam a execução do algoritmo menos demorada. Para a aplicação do algoritmo no FPGA foram desenvolvidas unidades de multiplicação e soma em ponto flutuante. Essa abordagem mostrou-se rápida - 1 ciclo de clock para a multiplicação e 4 ciclos de clock para a soma em ponto flutuante – e, ao mesmo tempo, custosa em termos dos recursos disponíveis na FPGA. Utilizando um conversor analógico-digital trabalhando a uma taxa de 500 mil samples por segundo na estação receptora e um transmissor operando a uma taxa de transmissão de 2500 bits/s foi possível observar que a aplicação do algoritmo Goertzel no FPGA com operações em ponto flutuante é eficaz, apresentando uma taxa de erros nula na demodulação de sinais BFSK de frequências entre 5 kHz e 200 kHz.
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