A Modular and digitally programmable interface based on band-pass sigma-delta modulator for mixed-signal systems-on-chip

The focus of this thesis is to discuss the development and modeling of an interface architecture to be employed for interfacing analog signals in mixed-signal SOC. We claim that the approach that is going to be presented is able to achieve wide frequency range, and covers a large range of applications with constant performance, allied to digital configuration compatibility. Our primary assumptions are to use a fixed analog block and to promote application configurability in the digital domain, which leads to a mixed-signal interface. The use of a fixed analog block avoids the performance loss common to configurable analog blocks. The usage of configurability on the digital domain makes possible the use of all existing tools for high level design, simulation and synthesis to implement the target application, with very good performance prediction. The proposed approach utilizes the concept of frequency translation (mixing) of the input signal followed by its conversion to the ΣΔ domain, which makes possible the use of a fairly constant analog block, and also, a uniform treatment of input signal from DC to high frequencies. The programmability is performed in the ΣΔ digital domain where performance can be closely achieved according to application specification. The interface performance theoretical and simulation model are developed for design space exploration and for physical design support. Two prototypes are built and characterized to validate the proposed model and to implement some application examples. The usage of this interface as a multi-band parametric ADC and as a two channels analog multiplier and adder are shown. The multi-channel analog interface architecture is also presented. The characterization measurements support the main advantages of the approach proposed.

Mixed-signal analog-digital circuits design on the pre-diffused digital array using trapezoidal association of transistors

The mixed-signal and analog design on a pre-diffused array is a challenging task, given that the digital array is a linear matrix arrangement of minimum-length transistors. To surmount this drawback a specific discipline for designing analog circuits over such array is required. An important novel technique proposed is the use of TAT (Trapezoidal Associations of Transistors) composite transistors on the semi-custom Sea-Of-Transistors (SOT) array. The analysis and advantages of TAT arrangement are extensively analyzed and demonstrated, with simulation and measurement comparisons to equivalent single transistors. Basic analog cells were also designed as well in full-custom and TAT versions in 1.0mm and 0.5mm digital CMOS technologies. Most of the circuits were prototyped in full-custom and TAT-based on pre-diffused SOT arrays. An innovative demonstration of the TAT technique is shown with the design and implementation of a mixed-signal analog system, i. e., a fully differential 2nd order Sigma-Delta Analog-to-Digital (A/D) modulator, fabricated in both full-custom and SOT array methodologies in 0.5mm CMOS technology from MOSIS foundry. Three test-chips were designed and fabricated in 0.5mm. Two of them are IC chips containing the full-custom and SOT array versions of a 2nd-Order Sigma-Delta A/D modulator. The third IC contains a transistors-structure (TAT and single) and analog cells placed side-by-side, block components (Comparator and Folded-cascode OTA) of the Sigma-Delta modulator.

Um microprocessador com capacidades analógicas

Este trabalho apresenta um estudo, implementação e simulação de geradores de sinais analógicos usando-se circuitos digitais, em forma de CORE, integrando-se este com o microprocessador Risco. As principais características procuradas no gerador de sinais são: facilidade de implementação em silício, programabilidade tanto em freqüência quanto em amplitude, qualidade do sinal e facilidade de integração com um microprocessador genérico. Foi feito um estudo sobre a geração convencional de sinais analógicos, dando-se ênfase em alguns tipos específicos de circuitos como circuitos osciladores sintonizados, multivibradores, geradores de sinais triangulares e síntese de freqüência digital direta. Foi feito também um estudo sobre conversão digital-analógica, onde foram mostrados alguns tipos básicos de conversores D/A. Além disso foram abordadas questões como a precisão desses conversores, tipos digitais de conversores digitalanalógico, circuitos geradores de sinais e as fontes mais comuns de erros na conversão D/A. Dando-se ênfase a um tipo específico de conversor D/A, o qual foi utilizado nesse trabalho, abordou-se a questão da conversão sigma-delta, concentrando-se principalmente no ciclo de formatação de ruído. Dentro desse assunto foram abordados o laço sigma-delta, as estruturas de realimentação do erro, estruturas em cascata, e também o laço quantizador. Foram abordados vários circuitos digitais capazes de gerar sinais analógicos, principalmente senóides. Além de geradores de senóides simples, também se abordou a geração de sinais multi-tom, geração de outros tipos de sinais baseando-se no gerador de senóides e também foi apresentado um gerador de funções. Foram mostradas implementações e resultados dessas. Iniciando-se pelo microprocessador Risco, depois o gerador de sinais, o teste deste, a integração do microprocessador com o gerador de sinais e finalmente a implementação standard-cell do leiaute desse sistema. Por fim foram apresentadas conclusões, comentários e sugestões de trabalhos futuros baseando-se no que foi visto e implementado nesse trabalho.

Depinning do fluxo de Josephson em compósitos YBa 2 Cu 3 O 7-delta/Ag

Apresenta-se neste trabalho um estudo experimental da dinâmica do fluxo magnético intergranular no cuprato supercondutor Y Ba2Cu3O7 e nos compósitos Y Ba2CU3O7 fi/Ag para várias concentrações de prata. Verificou-se que sob certas condições é possível separar os efeitos da dinâmica do fluxo de Josephson daqueles resultantes da dinâmica de Abrikosov. Através da técnica de medidas de magnetização DC foram obtidas as linhas de depinning inicial e de irreversibilidade magnética em campo magnético aplicado até 120 Oe. O revestimento dos grãos supercondutores aparentemente não afeta a energia de acoplamento dos elos fracos entre os grãos e o potencial de pinning até 16.1 % em peso de prata. A vantagem da mistura da prata é que esta melhora as propriedades mecânicas dos óxidos supercondutores além de melhorar as correntes críticas do sistema. Observamos que o depinning do fluxo de Josephson começa numa temperatura bem definida, dependendo do campo magnético aplicado e gradualmente aumenta com a temperatura até ou muito próximo do limite de irreversibilidade, acima do qual todo o fluxo intergranular (e intragranular) está livre. As linhas de irreversibilidade das nossas amostras podem ser entendidas dentro do modelo do Vidro supercondutor.

Estudo da variabilidade da viscosidade na produção de lotes de tintas : um projeto Seis Sigma

Este trabalho de conclusão tem como tema a Qualidade Seis Sigma e a produção de tintas, com foco no parâmetro viscosidade. O objetivo principal é o estudo da variabilidade da viscosidade das tintas, com vistas à diminuição do número de desvios de viscosidade de lotes de produção e, conseqüentemente, do retrabalho e lead-time fabril. Inicialmente, foi realizada uma revisão bibliográfica sobre a metodologia Seis Sigma, suas principais ferramentas, e sobre os processos de produção de tintas, suas fontes de variabilidade e possibilidadesde melhoria.Na seqüência, foi conduzido o estudo de caso, realizado em uma tradicional fábrica de tintas da grande Porto Alegre. O estudo seguiu as etapas da metodologiaSeis Sigma:definição,mensuração,análise,aprimoramentoe controle. Dos lotes de tinta analisados, 78,5% necessitaram de algum tipo de ajuste de viscosidade.A viscosidadedas tintas, após a etapade completagem,foi, em média, 5,3 vezes maior que a semi-amplitude da tolerância. O tempo médio de ajuste de viscosidade foi de 20 minutos, o dobro do tempo gasto caso fosse feita somente a medição da viscosidade. Analisando-se a viscosidade em segundos, a diferença entre a medição já com o solvente previsto, e a medição logo após a completagem, foi, em média, de 28 segundos. A etapa de acertos de cor e brilho proporciona um aumento médio na viscosidade de cerca de 6 segundos Observou-se que os processos de fabricação não eram estáveis e nem capazes de atender as especificações, sem a etapa de ajustes, sendo o pior processo o em moinho pequeno (l,5P), e o melhor, em processo mistura. O sistema de medição contribuía para a variabilidade da viscosidade e foi melhorado. Outros fatores influentes na variabilidade da viscosidade foram: o fluxo de moagem, a sistemática de lavagem dos moinhos e a instabilidade (aumento) da viscosidade com o tempo. Como etapa final, foram sugeridas melhorias para o processo, na forma de um plano de ação, contemplando todos os fatores de variação identificados.

Efeito inibitório de formas orgânicas e inorgânicas de selênio sobre a atividade da enzima delta-aminolevulinato desidratase de fígado e brânquias de peixe - Jundiá (Ramdia quelen) e de fígado de rato (Rattus novergicus) "in vitro"

A enzima estudada no presente trabalho é delta-aminulevulinato dehidratase (δ-ALA D), uma enzima sufidrílica, cuja atividade pode ser inibida por uma variedade de agentes bloqueadores de grupos tiólicos . A reação catalisada pela δ-ALA D (formação do composto monopirrólico porfobilinogênio) faz parte da rota de síntese de compostos tetrapirrólicos como o grupamento heme, consequentemente a inibição desta enzima implica em alterações patológicas decorrentes da inibição da rota de biossíntese do heme e ainda resultar no acúmulo do substrato ALA, o qual pode ter atividade pró oxidante por estar envolvido na produção de espécies ativas de oxigênio. Avaliou-se a susceptibilidade da δ-ALA D de fígado de peixe e rato frente a inibição por selênio orgânico e inorgânico. Os resultados demostraram claramente que a enzima δ-ALA D de peixes e mamíferos é susceptível a inibição “in vitro” por compostos orgânicos e inorgânicos de selênio. A análise comparativa demostrou que a enzima δ-ALA D de peixes é mais resistente a inibição por selênio em relação a de mamíferos. Todavia não foi possível esclarecer as causas deste diferente comportamento. Os resultados demostraram que o sistema de hidroxilação previamente descrito em ratos que acelera cataliticamente a oxidação de DTT na presença de disselenetos também ocorre em tecidos de peixe. Neste sistema estão envolvidos fatores enzimaticos, uma vez que este efeito foi anulado pela desnaturação térmica do sobrenadante. O presente trabalho mostra que a enzima δ-ALA D de peixes e ratos é sensível a inibição; in vitro, por composto de selênio orgânico e inorgânico. A manutenção dos grupos SH do sítio ativo da enzima no estado reduzido é essencial para a ação catalítica da δ-ALA D. A inibição da δ-ALA D causada por selênio orgânico ( (PhSe2) e (BuSe2)) e selênio inorgânico (selenito de sódio) é prevenida por DTT. Estes resultados indicam que o selenio orgânico e inorgânico inibe a δ-ALA D por oxidação de grupos tióis essenciais da enzima. A inibição desta enzima e conseqüentes alterações na rota de síntese de tetrapirróis podem ser responsáveis pelos efeitos tóxicos de selenetos orgânicos e inorgânicos em peixes e outros animais. Em peixes os efeitos toxicos mais relatados referem-se a deficiências reprodutivas, principalmente na redução da sobrevivência larval. Coincidentemente os ovários são o local de maior acumulação de selênio nos tecido de peixe e o desenvolvimento larval exige intensa atividade da enzima δ-ALA D.

Seis sigma : um estudo aplicado ao setor eletrônico

O tema deste trabalho é a metodologia Seis Sigma. O objetivo principal é apresentar e desenvolver uma metodologia para aplicação do Seis Sigma e desenvolver estudo aplicado. Inicialmente, é realizada uma revisão bibliográfica, enfocando os temas qualidade, satisfação do cliente e Seis Sigma. Na seqüência, é apresentada uma proposta de modelo para a aplicação do Seis Sigma em processos industriais. O modelo proposto aborda a estrutura para aplicação do Seis Sigma, os treinamentos e as principais atividades e ferramentas do ciclo DMAIC (Define, Measure, Analyse, Improve e Control). O modelo proposto é aplicado através de uma série de projetos. Um desses projetos é descrito detalhadamente, ilustrando o modelo proposto. Os resultados apresentados na aplicação do Seis Sigma são amplamente positivos. Os resultados obtidos abrangem melhorias radicais de qualidade, produtividade e custos. As atividades e ferramentas que apresentaram melhores resultados são destacadas. Apesar do Seis Sigma estar associado à aplicação intensiva de estatística, verifica-se que, de um modo geral, o Seis Sigma pode ser aplicado de um modo mais simplificado.

Análise crítica de um projeto seis sigma em uma indústria petroquímica

Esta dissertação apresenta o programa Seis Sigma e o ramo petroquímico. O objetivo deste trabalho é realizar uma análise crítica do processo de implantação de um projeto Seis Sigma em um setor de uma indústria do ramo petroquímico. A empresa focada desejava obter a diminuição da variabilidade presente na diferença entre os níveis de viscosidade da entrada e da saída em um setor de coagulação e acabamento de látex. Para tanto, é usado um método chamado DMAIC, termo provindo das palavras Define, Measure, Analyze, Improve e Control, que identificam cada uma de suas fases. Na dissertação são abordados Análise dos Modos de Falha e seus Efeitos (FMEA), Projetos de Experimentos (DOE), Controle Estatístico de Processo (CEP), Análise de Sistemas de Medição (ASM), Aprendizagem Organizacional, PDCA e Desdobramento da Função Qualidade (QFD). O autor faz uso da pesquisa-ação, com uma abordagem basicamente quantitativa. Na fase Analisar do projeto detectou-se uma ineficiência do sistema de medição para os objetivos do projeto, assim como, no laboratório as leituras a partir de borracha seca apresentam menor variabilidade que as leituras a partir do látex em estado aquoso. A idade dos rotores e a pressão utilizada nos viscosímetros não são significativas para a redução da variabilidade nas leituras. Porém, a adoção de banho térmico no látex e o reposicionamento dos termosensores nos viscosímetros mostraram-se eficazes. Na fase Controlar ao final do projeto ficou evidenciada uma redução no número de lotes redirecionados. A principal dificuldade encontrada na implementação do método DMAIC foi o acompanhamento inadequado dos indicadores técnicos e financeiros. Houve atrasos no cronograma em função da má definição dos papéis das pessoas envolvidas no projeto, pela falta de uma agenda clara de trabalho e pelo uso de um problema muito complexo em um único projeto.

Efeitos das substituições químicas na irreversibilidade magnética e magnetocondutividade do supercondutor YBa2 Cu3 O7-[delta]

O presente trabalho consiste da realização de um estudo experimental sobre os efeitos das substituições químicas na irreversibilidade magnética e na magnetocondutividade do supercondutor YBa2Cu3O7-δ. Para tanto, o comportamento da linha de irreversibilidade magnética (LIM) bem como dos regimes de flutuações na magnetocondutividade foram pesquisados em amostras policristalinas e moncristalinas de YBa2-xSrxCu3O7-δ (x = 0, 0.1, 0.25, 0.37 e 0.5) e YBa2Cu2.97D0.03O7-δ (D = Zn ou Mg). Além de reduzir drasticamente o valor da temperatura crítica de transição, Tc, os dopantes introduzem um caráter granular nos monocristais. No monocristal puro, o comportamento da LIM é descrito pela lei de potências prevista pelo modelo de "flux creep" gigante para dinâmica de fluxo de Abrikosov convencional. Por outro lado, o comportamento da LIM para as amostras supercondutoras granulares apresenta características própias bastante relevantes. Os dados do limite de irreversibilidade, Tirr(H) seguem a lei de potência ditada pelas teorias de "flux creep" somente em altos campos magnéticos.Na região de baixos campos magnéticos, dois diferentes regimes de dinâmica de fluxo surgem: Nos campos magnéticos mais baixos que 1 kOe, os dados de Tirr(H) seguem uma lei de potência do tipo de Almeida-Thouleess (AT). Perto de 1 kOe, ocorre um "crossover" e em campos magnéticos intermediários passa a ter seu comportamento descrito por uma lei de potências do tipo Gabay-Toulouse (GT). A ocorrência de um comportamento AT-GT na LIM é a assinatura de um sistema frustrado onde a dinâmica de fluxo intergranular ou de Josephson é dominante. Na ausência de teorias específicas para este comportamento em baixos campos, descrevemos o comportamento da LIM de nossos supercondutores granulares, na região de baixo campo, em analogia aos sistemas vidros de spin. No entanto, o comportamento de Tirr(H) na região de altos campos, ocorre de acordo com a teoria de "flux creep" gigante. Particularmente, para valores acima de 20 kOe, a LIM nos monocristais de YBa2-xSrxCu3O7-δ para H // ab, exibe fortes propriedades direcionais para a orientação de H próximo aos planos de maclas (PMCs). Este comportamento é do tipo "cusp", similar ao observado em supercondutores com defeitos colunares, o qual caracteriza uma fase vidro de Bose. Por outro lado, a magnetoresistividade elétrica revela que a transição resistiva dos supercondutores granulares ocorre em duas etapas. Quando a temperatura é decrescida, inicialmente ocorre a transição de pareamento no interior dos grãos. Em temperaturas inferiores, na proximidade do estado de resistência nula, ocorre a transição de coerência, observada pela primeira vez num monocristal. Na transição de coerência, o parâmetro de ordem adquire ordem de longo alcance. Na região de temperaturas imediatamente acima de Tc, nossos resultados de flutuações na magnetocondutividade revelam a ocorrência de regimes críticos e Gaussianos. Abaixo de Tc, na região paracoerente, que antecede à transição de coerência, observaram-se regimes críticos cujo expoente é consistente com o esperado para o modelo 3D-XY com desordem relevante e dinâmica do tipo vidro de spin.

Estudo comparativo da estrutura da comunidade fitoplanctônica na foz dos rios formadores do delta do Jacuí, Rio Grande do Sul, Brasil

Este estudo teve como objetivos descrever e comparar a estrutura da comunidade fitoplanctônica, determinada pelos atributos densidade, composição, riqueza, diversidade específica e uniformidade, na foz dos rios Gravataí, Sinos, Caí e Jacuí e verificar sua relação com variáveis físicas, químicas, bacteriológicas e hidrológicas, em um ciclo anual. A investigação baseou-se em seis amostragens sazonais, na subsuperfície da água, no período de dezembro de 2000 a dezembro de 2001. A comunidade fitoplanctônica, na foz dos quatro rios, esteve composta por 471 táxons, 135 gêneros e nove classes taxonômicas. A classe Chlorophyceae foi a mais representativa em todos os rios, sendo substituída pela Bacillariophyceae no inverno, nos rios Gravataí e Jacuí e, no outono, no rio dos Sinos. As Bacillariophyceae cederam lugar para as Euglenophyceae, no rio dos Sinos, na primavera e, juntamen te com as Cryptophyceae, no rio Caí, no verão. A alta riqueza e alta diversidade estão, provavelmente, associadas à ocorrência de reservatórios e banhados no curso superior destes rios, bem como da presença de áreas úmidas na planície de inundação, no curso inferior. Estes ambientes férteis são importantes fontes de organismos para a comunidade fitoplanctônica na foz dos rios do delta do Jacuí. A temperatura da água e o nível fluviométrico foram os principais fatores determinantes da variação da densidade e riqueza do fitoplâncton e, demonstraram um comportamento sazonal semelhante nos rios. Em geral, o incremento da densidade fitoplanctônica esteve relacionado ao período de águas baixas, com temperaturas mais elevadas da água A riqueza específica apresentou algumas variações significativas entre os rios, estando provavelmente, associada às diferenças químicas entre eles. Os resultados demonstraram a ocorrência de um gradiente decrescente de eutrofização dos rios, na seguinte seqüência: rio Gravataí, rio dos Sinos, rio Caí e rio Jacuí. Apesar das diferentes condições de trofia entre a foz dos rios do delta do Jacuí, a comunidade fitoplanctônica apresentou alta riqueza e diversidade específica e esteve composta em grande parte por organismos resistentes e/ou adaptados às condições ambientais destes rios.

Implantação da metodologia Seis Sigma e aplicação da técnica estatística projeto de experimentos na resolução de problemas e otimização de processos de fabricação

Resumo não disponível.

Ocupação do Parque Estadual Delta do Jacuí : conflitos de uso territorial

Esta dissertação tem por objetivo a análise da ocupação territorial do Parque Estadual Delta do Jacuí – PEDJ – tendo como foco principal os conflitos de uso territorial com a legislação atual, baseada no Sistema Nacional de Unidades de Conservação - SNUC. Possui uma perspectiva de abordagem centrada nas características naturais da paisagem do Delta do Jacuí, com o objetivo de destacar as suas qualidades, as quais justificam a sua preservação, nas formas de ocupações territoriais ocorridas entre o tempo atual e o correspondente ao ano de criação do PEDJ e na pesquisa qualitativa das percepções dos três segmentos que ocupam esse espaço geográfico: os moradores do Parque, as associações comunitárias e os representantes da Prefeitura Municipal de Eldorado do Sul. O estudo da percepção tem como objetivo a compreensão do lugar para esses grupos. A linha metodológica escolhida para essa análise está baseada no estudo dos conceitos de Paisagem, Território, Lugar e Percepção.

Aplicação do método baseado em danos para análise de alternativas e tomada de decisão em assentamentos precários com complexidade ambiental : o caso da Ilha Grande dos Marinheiros, Delta do Jacuí, Porto Alegre/RS

Este trabalho pretendeu minimizar a incerteza na tomada de decisões para projetos mais sustentáveis de intervenção em assentamentos precários. Para sua realização foi utilizada a estratégia de estudo de caso, optando-se pela escolha de um único estudo, na ilha Grande dos Marinheiros, aliada ao uso do método baseado em dados (Grounded Theory), como método para organização das informações coletadas. O estudo utilizou esta metodologia de análise sistêmica, que permitiu verificar as interinfluências entre os diversos aspectos apresentados pelo sítio (aspectos ecológicos do meio ambiente, aliados ao processo antrópico de alteração do habitat). Isto resulta na definição de categorias e subcategorias e seus cruzamentos, através de um sistema de matrizes, levou a constatação da categoria central. Assim, o abastecimento de água foi considerado como o tópico que deveria ser priorizado no processo de tomada de decisões. O sistema de cruzamento sistêmico também permitiu a criação de uma linha mestra (eixo principal) a ser utilizada na definição de futuros projetos de intervenção urbanohabitacional, que mostrou as dificuldades no abastecimento de água e as conseqüências advindas de sua estruturação. Ao final do trabalho, constataram-se as seguintes contribuições: não se recomenda a estruturação do transporte viário, o uso de energia eólica, hidroelétrica ou biomassa e estruturação de redes de distribuição de água entre continente e ilhas. Por outro lado, o estudo salienta as seguintes oportunidades: o saneamento deficitário possibilita a introdução de alternativas diferenciadas, como a utilização de banheiros secos e geração de biogás. As facilidades de obtenção das águas de chuva e a possibilidade real de melhora das águas superficiais devem ser opções preferenciais no abastecimento de água e a estruturação de um sistema de transporte fluvial (coletivo e individual) entre ilhas e continente.

A implantação do Seis Sigma em organizações : motivações de escolha e resultados obtidos

Apesar de muita publicidade acerca do tema Seis Sigma, a literatura existente apresenta casos de sucesso, compara o Seis Sigma com o TQM, discute aspectos relacionados à metodologia e fatores críticos de sucesso, mas poucas vezes trata de como as organizações de fato implantam e se adaptam à metodologia prescrita. Este trabalho realiza uma análise das origens da Qualidade e a partir dela as origens do Seis Sigma, e como se complementam. Identifica os aspectos relacionados com a escolha do Seis Sigma pelas organizações, como a metodologia é implantada e os aspectos de definição de metas, aspectos comportamentais e os relacionados com o aprendizado organizacional. Seis organizações industriais foram analisadas, buscando-se identificar sua experiência de implantação, quais pressupostos da metodologia foram seguidos e os pontos onde houve convergência entre estas organizações. Os resultados da pesquisa indicam que como todo outro esforço empreendido por uma organização, a existência de apoio, recursos e cobrança por parte da alta administração são fatores que contribuem diretamente para o resultado obtido, e também que o alinhamento dos projetos Seis Sigma com o Planejamento Estratégico e aderência rígida à metodologia são fatores fundamentais para obtenção de resultados, tanto quantitativos como relacionados com o aprendizado de todos os envolvidos nos projetos. O Seis Sigma também pode ser considerado por organizações operando Sistemas de Gestão da Qualidade, e que ainda identifiquem oportunidades de gerado melhoria de desempenho, maior satisfação do cliente ou vantagens competitivas, como qualificador deste Sistema de Gestão.