Melhoria da eficiência de amplificadores de potência para sinais RF com envolvente variável

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrónica e Telecomunicações

Multi-standard reconfigurable wireless transmitter architectures

The continuous demand for highly efficient wireless transmitter systems has triggered an increased interest in switching mode techniques to handle the required power amplification. The RF carrier amplitude-burst transmitter, i.e. a wireless transmitter chain where a phase-modulated carrier is modulated in amplitude in an on-off mode, according to some prescribed envelope-to-time conversion, such as pulse-width or sigma-delta modulation, constitutes a promising architecture capable of efficiently transmitting signals of highly demanding complex modulation schemes. However, the tested practical implementations present results that are way behind the theoretically advanced promises (perfect linearity and efficiency). My original contribution to knowledge presented in this thesis is the first thorough study and model of the power efficiency and linearity characteristics that can be actually achieved with this architecture. The analysis starts with a brief revision of the theoretical idealized behavior of these switched-mode amplifier systems, followed by the study of the many sources of impairments that appear when the real system is implemented. In particular, a special attention is paid to the dynamic load modulation caused by the often ignored interaction between the narrowband signal reconstruction filter and the usual single-ended switched-mode power amplifier, which, among many other performance impairments, forces a two transistor implementation. The performance of this architecture is clearly explained based on the presented theory, which is supported by simulations and corresponding measured results of a fully working implementation. The drawn conclusions allow the development of a set of design rules for future improvements, one of which is proposed and verified in this thesis. It suggests a significant modification to this traditional architecture, where now the phase modulated carrier is always on – and thus allowing a single transistor implementation – and the amplitude is impressed into the carrier phase according to a bi-phase code.

Nonlinear distortion generation mechanisms in Doherty amplifiers

Nowadays, wireless communications systems demand for greater mobility and higher data rates. Moreover, the need for spectral efficiency requires the use of non-constant envelope modulation schemes. Hence, power amplifier designers have to build highly efficient, broadband and linear amplifiers. In order to fulfil these strict requirements, the practical Doherty amplifier seems to be the most promising technique. However, due to its complex operation, its nonlinear distortion generation mechanisms are not yet fully understood. Currently, only heuristic interpretations are being used to justify the observed phenomena. Therefore, the main objective of this work is to provide a model capable of describing the Doherty power amplifier nonlinear distortion generation mechanisms, allowing the optimization of its design according to linearity and efficiency criteria. Besides that, this approach will allow a bridge between two different worlds: power amplifier design and digital pre-distortion since the knowledge gathered from the Doherty operation will serve to select the most suitable pre-distortion models.

Amplificador de RF Doherty assimétrico de 2-vias

Os atuais esquemas de modulação e acesso ao meio, tais como o Wide- Band Code-Division Multiple Access (WCDMA) ou Orthogonal Frequency- Division Multiple Access (OFDMA), que são otimizados para a gestão eficiente do espetro electromagnético e elevada taxa de transmissão, originam sinais de elevado Peak-to-Average Power Ratio (PAPR) e requisitos de linearidade rigorosos. As arquiteturas de amplificação tradicionais, i.e. baseadas no operação em modo de corrente do dispositivo ativo, são incapazes de satisfazer estes requisitos em simultâneo. Assim, o amplificador de potência (do inglês, Power Ampli_er (PA)) incorre numa degradação significativa de rendimento energético em favor de maior linearidade, aumentando simultaneamente os custos de operação das estacões base para os operadores de telecomunicações móveis e o impacte ambiental. Este trabalho foca-se no estudo da arquitetura Doherty, a principal solução encontrada para melhorar o compromisso linearidade/rendimento para aplicações em estações-base de comunicações móveis. Para tal, são expostos os princípios básicos de amplificadores de rádio frequência assim como a análise teórica do tradicional PA Doherty (do inglês, Doherty Power Amplifier (DhPA)) de duas vias e suas variantes. O estudo _e complementado com o projeto e implementação de um PA excitador, em classe-AB, e de um DhPA de elevada potência, colocando-se em prática a teoria e técnicas de projeto estudadas ao longo deste trabalho, aliadas aos desafios da implementação com dispositivos reais de elevada potência.

Amplificador de potência para baixa frequência

In this work we report the development of a tube amplifier built to be used in magnetic probe diagnostic of plasma. The probe is used to measure the magnetic field in the theta-pinch system presently running in our university. We present the calculations and procedures to determine the configuration of circuits and specify the components of the power supply, the preamp stage and the power stage. The circuit configuration and the characteristics of the components was obtained. A representative model of the system behavior gave the transfer function of the amplifier. Theoretical predictions of frequency response and the feedback effects were compared to the experimental values and showed very good agreement. The amplifier works between a frequency bandwidth of 20 an 30 kHz and supply a maximum power of 12 W

Política nacional de promoção da saúde: potência de transformação ou política secundária

Este estudo analisa, a partir de levantamento bibliográfico e documental, a Política Nacional de Promoção da Saúde, mediante a análise de seus antecedentes, do estudo do movimento da promoção da saúde e das reflexões acerca do conceito ampliado de saúde, do direito à saúde e do papel do Estado na garantia da saúde, buscando elementos que possam subsidiar a sua compreensão. Busca também, através do estudo da implementação da PNPS, identificar quais as ações mais priorizadas por essa política, assim como analisar o seu texto fundante, relacionando-o com as ações propostas pela sua agenda inicial. Pretende-se identificar os possíveis aspectos potencializadores da PNPS frente ao fortalecimento do SUS e, em que medida essa política se coloca como uma potência de fortalecimento desse sistema, ou como uma política secundária face às suas limitações e contexto atual do SUS, considerando a contradição entre um Estado neoliberal e as políticas públicas no campo social como a PNPS.

A eloquência do mundo: a heteronímia como potência retórica impessoal

A partir da suspeita de que o pensamento e sua expressão não se limitam a uma única forma, o presente trabalho investiga de que modo podemos pensar, a partir de Fernando Pessoa, uma relação possível entre filosofia e literatura. Quais os pressupostos que permitem considerar o fenômeno heteronímico pessoano como um expediente trágico que diz respeito ao próprio pensamento, ou ainda, como entrever, no projeto pessoano, o lugar de embate trágico, por excelência entre aquilo que somos, enquanto sujeitos, e os processos que franqueiam à escrita a constituição de uma subjetividade outra? Desdobrada em heterônimos, a obra de Pessoa comportaria em si a justaposição de formas diversas de ver e compreender o mundo, mas o processo pelo qual este desdobramento se dá poderia ser tomado como anterior às formas constituídas das personalidades particulares, apresentando-se como uma disposição anti-dialética do pensamento. Privilegiando como ponto de partida os escritos do heterônimo louco e filósofo de Fernando Pessoa, António Mora, nosso intuito é analisar de que modo sua crítica à tradição metafísica ocidental, em ressonância com a filosofia francesa contemporânea de inspiração nietzschiana, pode se constituir como um intercessor capaz de dar a ver uma potência impessoal atuando entre a filosofia e a literatura, representada pelo verso de Alberto Caeiro: a natureza é partes sem um todo"

Caosmofagia: a potência dos encontros na composição dos modos de subjetivação

O objetivo desta pesquisa é analisar o processo de composição dos modos de subjetivação que se dá através dos encontros dos corpos e a participação do sujeito nesse processo a partir de um dispositivo conceitual chamado caosmofagia. A hipótese central é a de que os modos de subjetivação são produzidos a partir das relações de poder que se dão nos encontros dos corpos inseridos no caos do cosmos. Um modo de subjetivação se distingue de uma subjetividade uma vez que não cessa de ser transformado pelos encontros que tem. Pois um modo é um instante provisório em meio ao fluxo do devir. Um modo de subjetivação é uma conexão permanente com forças externas e internas, que faz da sua existência um campo de batalha entre as forças que operam no mundo. Esse processo de composição, uma vez que envolve uma arte da devoração do outro, no sentido de uma técnica que permite preparar-se para os encontros, recebe o nome de caosmofagia. Cada corpo é um composto de forças. As forças fazem parte de um mundo caótico porque se movem em velocidades infinitas constituindo a impossibilidade de algo permanecer o mesmo. No entanto, tais forças têm suas velocidades reduzidas e assumem formas físicas, que são estados provisórios ou modos que estão em contato permanente com o caos, já que não cessam de encontrar outros corpos com forças diferenciadas e que alteram os modos que encontram podendo até decompô-los. Há, pois, no encontro dos corpos uma mistura que implica em um jogo de forças em que um corpo devora e absorve as forças de outro corpo. Esse processo de devoração se diz do mundo em seu devir. Ou seja, o devir do mundo é um processo de composição e decomposição dos corpos, indicando um estado de mudança permanente. Desse postulado cosmológico, resulta a compreensão dos modos de subjetivação como um processo de composição infinito em que o sujeito participa dele de forma significativa, mas não como um elemento determinante. O próprio sujeito é um composto de forças capaz de interferir no seu modo de ser, cuidando de si e se preparando para os encontros, mas que também está sujeito às forças que vêm de fora e que são imprevisíveis. Desse modo, nos deparamos com uma condição existencial que envolve o devir cosmológico, a história e a necessidade de um cuidado para se situar nessa condição, o que implica em uma ética da prudência. A caosmofagia consiste em pensar os encontros e a possibilidade de ensaiá-los na perspectiva de uma ética. Ensaiar a si mesmo, seus afetos, suas potências e seus encontros tendo em vista um modo de subjetivação que seja um movimento de superação do que se é para ser um outro mais livre e alegre.

Contestação à adoção: o embate entre forças de assujeitamento e potência de resistência

A presente dissertação teve como objetivo cartografar acontecimentos que atravessam o devir de mães biológicas pelo resgate dos filhos que foram colocados em famílias substitutas e figuraram em processos de adoção. Para tal foram analisados três processos judiciais de adoção com contestação. A partir do referencial histórico genealógico foucaultiano o instituto da adoção foi problematizado, evidenciando práticas-discursivas que vem naturalizando o axioma abandono e adoção e alçando o instituto da adoção ao patamar de política pública, ou seja, questões que deveriam ser tratadas na esfera do Poder Executivo são transferidas para o Judiciário. A descrição dos casos apresentou litígios em torno da filiação, privilegiando as discussões acerca da instituição maternidade e da resistência empreendida por mulheres-mãe pauperizadas, contra o processo de exclusão, através das contestações às ações de adoção de seus filhos. A análise de conteúdo foi a ferramenta utilizada para interpretar e tecer considerações acerca dos casos narrados. Através dessa metodologia evidenciaram-se, nos discursos dos especialistas, os atravessamentos de ordem política, social e histórica na produção de subjetividades, que vem forjando a imagem de um segmento da população menos humano a mãe desnaturada.

Simulador MATLAB para Sistemas Ópticos WDM Amplificados.

Neste trabalho é apresentado um simulador MATLAB para sistemas ópticos WDM amplificados baseado na solução das equações não lineares de Schrödinger acopladas, pelo método de Fourier de passo alternado. Este simulador permite o estudo da propagação de pulsos em fibras ópticas, considerando dispersão cromática, efeitos não lineares como automodulação de fase e modulação de fase cruzada e atenuação, prevendo também o emprego de amplificadores ópticos a fibra dopada com Érbio (EDFAs). Através de simulações numéricas, foi explorada a técnica de otimização do posicionamento de um EDFA ao longo de um enlace óptico, sem repetidores, que objetiva a redução dos custos de implantação de sistemas ópticos, seja pela diminuição da potência do transmissor ou pela relaxação da exigência de sensibilidade do receptor. Além disto, pode favorecer um aumento na capacidade do sistema, através do aumento do alcance ou da taxa de transmissão. A concordância dos resultados obtidos com os disponíveis na literatura confirmam a validade da técnica, bem como a versatilidade e robustez do simulador desenvolvido.

Produção de IL-1β, IL-6 e IL-8 por fibroblastos estimulados por cimentos endodônticos e submetidos à terapia laser de baixa potência

O sucesso do tratamento endodôntico depende da cuidadosa realização de todas as suas fases, terminando com uma obturação tridimensional que alcance todo o sistema de canais radiculares. Desta forma, os materiais obturadores, ou as substâncias liberadas, entrarão em contato com os tecidos perirradiculares, o que poderá influenciar a resposta inflamatória e o processo de reparo. A terapia laser de baixa potência (TLBP) tem sido estudada quanto à sua ação anti-inflamatória, favorecendo o reparo. O objetivo deste estudo foi investigar a produção das citocinas IL-1β, IL-6 e IL-8 por fibroblastos de gengiva humana (linhagem FMM1) como resposta à presença dos extratos dos cimentos endodônticos AH Plus, MTA Fillapex e EndoSequence BC Sealer, bem como a eficácia da TLBP, neste modelo. Para isto, extratos destes cimentos, recém-manipulados e após 24 h do endurecimento, foram preparados em meio de cultura DMEM fresco, conforme as normas ISO 10993-12. Inicialmente, a citotoxicidade dos cimentos foi avaliada, após a interação das células com a diluição seriada destes extratos (1:1 a 1:16), por meio do ensaio MTT. Para a análise da produção de citocinas, 106 células por poço foram cultivadas em placas de cultura de 24 poços, para a interação com os extratos dos cimentos, na diluição 1:4. Estabeleceram-se os grupos não irradiado e irradiado. No grupo irradiado, as culturas celulares receberam duas irradiações do laser InGaAlP (660 nm, 30 mW, 5 J/cm2 e área do feixe de 0,028 cm2), com intervalo de 12 h. O grupo não irradiado foi submetido às mesmas condições ambientais que o irradiado. Os sobrenadantes das culturas foram coletados, centrifugados, aliquotados e armazenados congelados, para a posterior análise pelo ensaio de ELISA. Todos os dados obtidos (médias erro padrão) foram tratados estatisticamente por ANOVA one-way, complementado pelo teste de Tuckey e ANOVA two-way, com correção de Bonferroni (p< 0,05). A citotoxicidade dos cimentos AH Plus e EndoSequence BC Sealer revelou-se tempo/concentração-dependente, enquanto a do MTA Fillapex mostrou-se concentração-dependente. Os cimentos endodônticos induziram a produção das citocinas IL-1β, IL-6 e IL-8 pelos fibroblastos, sem diferença significativa com os controles (p> 0,05). Somente o LPS de E. coli induziu a secreção de IL-8, com diferença estatística (p< 0,05). A TLBP não foi capaz de modular a produção das citocinas em questão, significativamente.

Modelagem e simulação da decomposição térmica do óleo mineral isolante aplicadas à classificação de defeitos em transformadores de potência

A análise de gases dissolvidos tem sido aplicada há décadas como a principal técnica de manutenção preditiva para diagnosticar defeitos incipientes em transformadores de potência, tendo em vista que a decomposição do óleo mineral isolante produz gases que permanecem dissolvidos na fase líquida. Entretanto, apesar da importância desta técnica, os métodos de diagnóstico mais conhecidos são baseados em constatações de modelos termodinâmicos e composicionais simplificados para a decomposição térmica do óleo mineral isolante, em conjunto com dados empíricos. Os resultados de simulação obtidos a partir desses modelos não reproduzem satisfatoriamente os dados empíricos. Este trabalho propõe um modelo termodinâmico flexível aprimorado para mimetizar o efeito da cinética de formação de sólidos como restrição ao equilíbrio e seleciona, entre quatro modelos composicionais, aquele que apresenta o melhor desempenho na simulação da decomposição térmica do óleo mineral isolante. Os resultados de simulação obtidos a partir do modelo proposto apresentaram uma melhor adequação a dados empíricos do que aqueles obtidos a partir dos modelos clássicos. O modelo propostofoi, ainda, aplicado ao desenvolvimento de um método de diagnóstico com base fenomenológica.Os desempenhos desta nova proposta fenomenológica e de métodos clássicos de diagnóstico por análise de gases dissolvidos foram comparados e discutidos; o método proposto alcançou desempenho superior a vários métodos usualmente empregados nessa área do conhecimento. E, ainda, um procedimento geral para a aplicação do novo método de diagnóstico é descrito

Os livros didáticos de Geografia no período da ditadura civil-militar brasileira (1964-1985): quando o ensino serviu, em primeiro lugar, para forjar a ideia de país grande, país potência e em constante desenvolvimento

O principal objetivo da pesquisa foi averiguar o quanto o ensino da disciplina de Geografia, por meio dos manuais escolares, contribuiu para forjar a ideia de país grande e em constante desenvolvimento no período da ditadura civil-militar brasileira (1964-1985). Para isso, tornou-se necessário analisar a influência do mercado editorial, os processos educacionais do período, as legislações, os materiais adquiridos pelo(s) governo(s) e distribuídos entre as escolas e, consequentemente, analisar as ideologias que os governos militares pretenderam passar por meio das obras didáticas. Para viabilizar esse estudo, discutimos a importância da pesquisa em livros didáticos e desenvolvemos uma breve análise do uso dos manuais escolares em períodos anteriores e posteriores ao golpe, com a finalidade de investigar mudanças e permanências nos discursos ideológicos

Proposta de um otimizador para rastreamento do ponto de máxima potência de um conjunto de painéis solares conectados em um sistema híbrido de energia.

Este trabalho apresenta o projeto e os algoritmos de controle, de um sistema de geração de energia híbrido. Este sistema é formado por conversores de potência conectados em Back-to-Back associados a um arranjo solar fotovoltaico, que por sua vez é conectado no lado CC dos conversores. Em relação ao sistema de geração fotovoltaico, a contribuição consiste no desenvolvimento de cinco algoritmos para determinar o ponto de máxima potência (MPP) do arranjo fotovoltaico. O primeiro algoritmo consiste em uma versão modificada do algoritmo de Perturbar e Observar (PeO); o segundo algoritmo proposto é baseado no método do gradiente (MG); e o terceiro é baseado na otimização do MG (MGO). Porém, são desenvolvidos algoritmos híbridos que combinam rede neural com o método PeO, e rede neural com o algoritmo MGO. O sistema foi desenvolvido e simulado utilizando o Matlab/Simulink, e os resultados de simulação são apresentados com objetivo da avaliar o comportamento do sistema e a resposta dos diferentes algoritmos. Esta resposta foi avaliada para condições transitórias e de regime permanente, considerando diferentes requisitos de consumo na carga, irradiância e temperatura.

Avaliação da indução de lesões no DNA por lasers terapêuticos de baixa potência

Na medicina regenerativa há uma crescente utilização de lasers de baixa intensidade em protocolos terapêuticos para tratamento de doenças em tecidos moles e no tecido ósseo. Lasers emitem feixes de luz com características específicas, nas quais o comprimento de onda, a frequência, potência e modo de missão são propriedades determinantes para as respostas fotofísica, fotoquímica e fotobiológica. Entretanto, sugere-se que lasers de baixa potência induzem a produção de radicais livres, que podem reagir com biomoléculas importantes, como o DNA. Essas reações podem causar lesões e induzir mecanismos de reparo do DNA para preservar a integridade do código genético e homeostase celular. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar lesões no DNA de células do sangue periférico de ratos Wistar e a expressão dos genes ERCC1 e ERCC2 em tecidos biológicos expostos a lasers de baixa intensidade em comprimentos de onda, fluências, potências e modos de emissão utilizados em protocolos terapêuticos. Para tal, amostras de sangue periférico foram expostas ao laser vermelho (660 nm) e infravermelho (808 nm) em diferentes fluências, potências e modos de emissão, e a indução de lesões no DNA foi avaliada através do ensaio cometa. Em outros experimentos, lesões no DNA foram analisadas através do ensaio cometa modificado, utilizando as enzimas de reparo: formamidopirimidina DNA glicosilase (FPG) e endonuclease III. Pele e músculo de ratos Wistar foram expostos aos lasers e amostras desses tecidos foram retiradas para extração de RNA, síntese de cDNA e avaliação da expressão dos genes por PCR quantitativo em tempo real. Os dados obtidos neste estudo sugeriram que a exposição aos lasers induz lesões no DNA dependendo da fluência, potência e modo de emissão, e que essas lesões são alvos da FPG e endonuclease III. A expressão relativa do RNAm de ERCC1 e de ERCC2 foi alterada nos tecidos expostos dependendo do comprimento de onda e fluência utilizada. Os resultados obtidos neste estudo sugerem que danos oxidativos no DNA poderiam ser considerados para segurança do paciente e eficácia terapêutica, bem como alterações na expressão dos genes de reparo do DNA participariam dos efeitos de bioestimulação que justificam as aplicações terapêutica de lasers de baixa potência.