Interfaces e Sistemas de Aquisição de Dados

Conhecimentos de Base Recomendados

Electrónica; Sinais e Sistemas/Análise e Processamento de BioSinais.

Métodos de Ensino

- Apresentação dos diferentes conteúdos lectivos ilustrados com aulas laboratoriais, resolução de exercicios teorico-praticos e trabalhos de programação em Matlab.
- Os alunos serão incentivados a trabalhar autonomamente e em grupo.

Resultados de Aprendizagem

- Compreender a arquitectura global de um sistema de aquisição de dados digital.
- Identificação e localização das diferentes tarefas/funções envolvidas.
- Identificar as diferentes limitações físicas e técnicas dos sistemas de aquisição de dados.
- Desenvolver a 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).

Estágio(s)

Não

Programa

1. Sistemas de aquisição de dados
Arquitetura genérica. Caracterização e avaliação de desempenho. Exemplos.
2. Transdutores
Definições, características e terminologia. Tipos principais de sensores. Calibração e compensação.
3. Condicionamento e multiplexagem
Pontes de medida. Amplificação. Amplificadores operacionais. Amplificadores de instrumentação e de isolamento.
4. Ruído
Medidas de caracterização de ruído. Ruído intrínseco: térmico, quântico e 1/f. Acoplamento de ruído extrínseco. Métodos de eliminação de ruído. Anéis de terra.
5. Conversão Analógico-Digital
Amostragem periódica de sinais. Teorema da amostragem de Nyquist. Erros de quantização e de não linearidade. Relação sinal-ruído e resolução real. Caracterização dos conversores. Principais tipos de conversores.
6. Análise e filtragem
Propriedades dos sinais analógicos e digitais. Análise do espectro de frequência. Sistemas lineares. Auto correlação, correlação cruzada e convolução. Filtros digitais FIR e IIR.

Métodos de Avaliação

Avaliação
Trabalho laboratorial ou de campo: 40.0%
Exame: 60.0%

Bibliografia

- Class presentations and notes

- Marcel Pelgrom, Analog-to-Digital Conversion, Springer 2022.

- Nathan Ida, Sensors, Actuators, and Their Interfaces, IET, 2020.

- Peter Baumann, Selected Sensor Circuits, Springer, 2022.

- Aurélio Campilho, Instrumentação Electrónica. Métodos e Técnicas de Medição, FEUP Edições, 2000.