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Type: Tese
Title: Sistema para geração de modelos caixa preta de amplificadores de potência de RF
Author: Corrêa Júnior, Luiz Antônio
First Advisor: Silveira, Daniel Discini
Co-Advisor: Vitor, Ulysses Roberto Chaves
Referee Member: Medeiros, Álvaro Augusto Machado de
Referee Member: Santos, Alexandre Bessa dos
Referee Member: Resende, Úrsula Do Carmo
Referee Member: Segatto, Marcelo Eduardo Vieira
Resumo: Esta tese, desenvolvida no âmbito do programa de pós-graduação em Engenharia Elétrica da UFJF, descreve um sistema implementado em FPGA de baixo custo para a avaliação de Amplificadores de Potência. Descreve também uma plataforma capaz de realizar a estimação de alterações induzidas no canal. FPGAs possuem elevada velocidade e, as de menor custo, possuem uma memória limitada. Este trabalho tem como objetivo a construção de um equipamento utilizando recursos limitados, na intenção de que as metodologias utilizadas possam ser replicadas em outros estudos em diferentes contextos. Modelos de caixa-preta são obtidos a partir dos dados de entrada/saída de um sistema e neste trabalho amplificadores de potência são descritos matematicamente por esta abordagem. Esta descrição, devido a não-linearidade do dispositivo, é feita através do modelo de Hammerstein, que é um modelo não-linear. O trabalho começa com uma breve visão sobre os conceitos básicos envolvidos na tese. A implementação de sistemas eletrônicos é comparada com a de outros autores e é apresentada as vantagens da metodologia utilizada nesta Tese. É descrito como se comportam sinais e sistemas no domínio discreto, é feito um resumo sobre o que é um FPGA e após isso são analisadas figuras de mérito, ferramentas para medir a qualidade dos modelos. Para alcançar o objetivo de construção de uma plataforma de baixo custo, esta Tese apresenta três capítulos dedicados à construção da plataforma. No capítulo 3 a plataforma em FPGA capaz de gerar sinais com diversas modulações digitais que serão utilizadas na identificação de sistemas. Um algoritmo de estimação eficiente é construído utilizando o método de Mínimos Quadrados. Todo o processo de construção está presente no capítulo 4. A identificação de dois Amplificadores de potência é mostrada no capítulo 5 e a curva resultante é analisada, onde os resultados mostram que o modelo criado representa bem um amplificador real. As conclusões sobre o trabalho e as pesquisas futuras são apresentadas no último capítulo. A hipótese de que é possível construir uma plataforma de baixo custo para identificação de sistemas utilizando FPGAs é comprovada à medida que o passo a passo da construção da plataforma é descrito durante o trabalho. Nesse sentido, ao final, são apresentadas conclusões pertinentes para pesquisas futuras com base nos dados coletados e analisados durante a pesquisa.
Abstract: This thesis, developed within the scope of the postgraduate program in Electrical Engineering at UFJF, describes a system implemented in a low-cost FPGA for the evaluation of Power Amplifiers. It also describes a platform capable of estimating changes induced in the channel. FPGAs have high speed and, the lower cost ones, have limited memory. This work aims to build equipment using limited resources, with the intention that the methodologies used can be replicated in other studies in different contexts. Black-box models are obtained from the input/output data of a system and in this work power amplifiers are described mathematically by this approach. This description, due to the non-linearity of the device, is made through the Hammerstein model, which is a non-linear model. The work begins with a brief overview of the basic concepts involved in the thesis. The implementation of electronic systems is compared with that of other authors and the advantages of the methodology used in this Thesis are presented. It describes how signals and systems behave in the discrete domain, summarizes what an FPGA is, and then analyzes figures of merit, tools to measure the quality of models. To achieve the goal of building a low-cost platform, this Thesis presents three chapters dedicated to the construction of the platform. To achieve the objective of building a low-cost platform, the FPGA platform capable of generating signals with various digital modulations that will be used in system identification is presented in chapter 3. An efficient estimation algorithm is constructed using the Least Squares method. The entire construction process is present in chapter 4. The identification of two power amplifiers is shown in chapter 5 and the resulting curve is analyzed, where the results show that the created model represents a real amplifier well. Conclusions about the work and future research are presented in the last chapter. The hypothesis that it is possible to build a low-cost platform for identifying systems using FPGAs is proven as the step-by-step construction of the platform is described during the work. In this sense, at the end, pertinent conclusions are presented for future research based on the data collected and analyzed during the research.
Keywords: Identificação de sistemas
Amplificadores de potência
FPGA
System identification
Power amplifier
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: Faculdade de Engenharia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/17784
Issue Date: 19-Aug-2024
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia Elétrica (Teses)



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