fisica.uc.pt • Departamento de Física • Universidade de Coimbra
DEPT. DE FÍSICA
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2004 . 2005 - º semestre
Especificação técnica - ficha curricular N.B. estas fichas estão definidas apenas desde 2007 (acordo de Bolonha). Elementos especificos
*) N.B. se houver estudantes que não falem português a língua é o inglês.
Objectivos formativos
Compreender a arquitectura global de um sistema de aquisição de dados digital e a correspondente localização das diferentes tarefas/funções envolvidas
Identificar as diferentes limitações físicas e técnicas dos sistemas de aquisição de dados Capacidade de utilizar e especificar sistemas de aquisição Obter conhecimentos básicos sobre sensores e redes de comunicação de dados Utilização de ferramentas de análise e processamento de dados (Matlab) Programa genérico mínimo
1. Sistemas de aquisição de dados
Arquitectura genérica Caracterização e avaliação de desempenho Exemplos e contraexemplos Sistemas biomédicos 2. Transdutores Definições, características e terminologia Principais tipos de sensores: classificação, especificação e exemplos Calibração e compensação 3. Condicionamento e multiplexagem Pontes de medida Amplificação Amplificadores operacionais Amplificadores de instrumentação e de isolamento Protecção de entrada e humana Amostragem de sinal Circuitos de amostragem e retenção 4. Ruído Ruído intrínseco (fundamental): térmico, quântico e 1/f Modos de acoplamento de ruído extrínseco: electromagnético, modo comum, capacitivo e indutivo Medidas de ruído Métodos de eliminação de ruído: blindagem contra acoplamentos capacitivos e indutivos, amplificador lock-in Anéis de terra 5. Conversão Analógico-Digital Amostragem periódica de sinais Teorema da amostragem de Nyquist Erros de quantificação Erros de não linearidade diferencial e integral Relação sinal-ruído Resolução real Auto-correlação e correlação cruzada Principais tipos de conversores Teste e caracterização dos conversores Temporização da aquisição Sincronização entre canais Modos de disparo de aquisição Armazenamento sequencial, circular e FIFO 6. Análise e filtragem Propriedades dos sinais analógicos e digitais Análise do espectro de frequência: DFT, DTFT, FFT Sistemas lineares Convolução Resposta em frequência e resposta ao impulso Filtros passa baixo, passa alto, passa-banda e rejeita-banda Filtros FIR e IIR 7. Interfaces de comunicação de dados Modelo de referência OSI Principais tipos de redes Protocolos e controlo de erros Interfaces de comunicação série assíncronas do tipo RS232, RS422 e RS485 Interface de comunicação série USB Interfaces de comunicação de dados paralela (SPP, EPP, ECP) Barramento GP-IB (IEEE488) Interfaces sem fios 802.11 e Bluetooth Interface de comunicação SPI e I2C 8. Apresentação e partilha de dados Pré-requisitos
Electrónica Análise e Processamento de Biosinais Competências genéricas a atingir
. Competência em análise e síntese;. Competência em comunicação oral e escrita; . Competência em trabalho em grupo; . Competência em entender a linguagem de outros especialistas; . Competência em aprendizagem autónoma; . Conhecimento de uma língua estrangeira; . Conhecimentos de informática relativos ao âmbito do estudo; . Uso da internet como meio de comunicação e fonte de informação; . Competência em raciocínio crítico; . Competência em investigar; (por ordem decrescente de importância) Horas lectivas semestrais
Método de avaliação
Bibliografia de referência
Data Acquisition Fundamentals, National Instruments, 2002.
Edward E. Lee, Pravin Varaiya, Structure and Interpretation of Signals and Systems, Addison Wesley, 2003. John G. Webster, ed., Medical Instrumentation: Application and Design, 3/e, John Wiley & Sons, 1997. John Bently, Principles of Measurement, Prentice Hall, 2004. Gilbert Held, Understanding Data Communication, 7/e, Addison Wesley, 2002. Eva Pärt-Enander, Anders Sjöberg, Matlab 5 Handbook, Addison Wesley Longman, 1999 Método de ensino
Apresentação dos diferentes conteúdos lectivos ilustrados com aulas laboratoriais e trabalhos de programação em Matlab. Realização de um trabalho de síntese sobre um tópico avançado, que obrigará os alunos a fazer pesquisa bibliográfica e uma exposição oral.
Os alunos serão incentivados a trabalhar autonomamente ou em grupo. Recursos específicos utilizados
Laboratório de instrumentação: Aquisição de um sinal biomédico. Sala de computadores equipados com Matlab: Análise e processamento de sinais |
