Técnicas Janelamento Sinais Sistemas

Apresentao do PowerPoint

Comparativo de Funes Janeladas: simulaes em plataforma MATLABDennys Alves, Fabrcio Santos, Guilherme Penha, Iuri Santos, Miguel Melo, Phablo Oliveira.UFPB - Universidade Federal da Paraba.PPGEE - Programa de Ps Graduao em Engenharia Eltrica.Anlise de Sinais e Sistemas.Prof. Dr. Juan Moises Mauricio Villanueva.

Anlise de Sinais e Sistemas11Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | refernciasResumo Apresentar, analisar e estabelecer comparaes, sob o ponto de vista da anlise da transformada discreta de Fourier DFT(Discrete Fourier Transform), entre funes que caracterizam a tcnica de janelamento (Windowing), comtemplando as especificidades inerentes as janelas: Boxcar, Blackman, Barlett, Hanning, Hamming.

Anlise de Sinais e Sistemas2

2Anlise de Sinais e Sistemas3

Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | refernciasIntroduo O emprego de janelas corresponde a uma tcnica atravs do qual as caractersticas espectrais do sinal amostrado podem ser aumentadas; Em processamento de sinais, faremos uso de janelas quando desejarmos avaliar um sinal em um intervalo limitado de tempo, por exemplo. Os sinais reais so caracterizados por serem de tempo finito e por existirem dentro de um nmero finito de pontos, logo observaes dentro de um determinado conjunto de pontos e/ou num determinado intervalo de tempo podem ser obtidos ao multiplicarmos uma determinada funo por uma janela.


Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | refernciasIntroduo Formas de onda truncadas, tais quais aquelas obtidas a partir de gravaes finitas do sinal original, conduzem a sinais com caractersticas espectrais diferentes do sinal original, quase sempre associadas a descontinuidades e perda da informao espectral; A fim de aumentar as caratersticas espectrais de sinais amostrados, so aplicadas janelas sobre os mesmos. Anlise de Sinais e Sistemas5

Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | refernciasIntroduo A depender da aplicao, podem ser listadas vrias razes para utilizao das tcnicas de janelamento de sinais, algumas destas esto contempladas abaixo:Definir, com maior preciso, a durao do perodo de observao do sinal, ou seja, limitar a durao do sinal a um valor de interesse a anlise do mesmo.Minimizar, ao mximo, as perdas espectrais;Promover a separao de sinais de pequena e grande amplitude, quando estas tiverem frequncias muito prximas entre si.


Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | refernciasIntroduo Conforme descrito na literatura, cada funo (janela) ser regida por uma expresso matemtica e vai possuir suas particularidades. Algumas destas janelas so listadas na tabela I, abaixo:


Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | refernciasIntroduo Aplicando-se uma janela a um sinal no domnio do tempo, estaremos tambm multiplicando este sinal pela funo representativa da respectiva janela.A multiplicao no domnio do tempo equivalente convoluo no domnio da frequncia (convoluo dos espectros), logo correto estabelecermos que o espectro de um sinal janelado vai corresponder a convoluo do espectro do sinal original com o espectro da janela. A tcnica de janelamento modifica a forma do sinal tanto no domnio do tempo quanto no domnio da frequncia.


Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | refernciasIntroduo Outro aspecto a ser avaliado se refere a estabelecer o comprimento mais adequado da janela;Janelas menores fornecem maior preciso temporal, facilitando a percepo mais precisa do momento no qual ocorreu um determinado evento no sinal;Em contrapartida, em janelas estreitas perde-se resoluo de frequncia, dificultando a distino entre raias muito prximas, por exemplo.Em algumas aplicaes se faz necessrio analisar dois espectrogramas: um obtido com uma janela de durao mais longa, e outra de durao mais curta, de modo a obter informaes complementares;Para cada tipo de janela, teremos obviamente, formatos de distintos de resposta. Anlise de Sinais e Sistemas9

Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | refernciasAnlise de Sinais e Sistemas10

Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | refernciasAnlise de Sinais e Sistemas11Breve Descrio das Funes SimuladasRetangular (Boxcar)

Fig. 01. Exemplo de janela retangular.Fig. 02. Janela retangular gerada no Matlab.Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | referncias


Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | refernciasAnlise de Sinais e Sistemas13Breve Descrio das Funes SimuladasHanning (Hann)Fig. 03. Exemplo de janela Hanning.Fig. 04. Janela Hanning gerada no Matlab.

Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | referncias


Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | refernciasAnlise de Sinais e Sistemas15Breve Descrio das Funes SimuladasHammingFig. 05. Exemplo de janela Hamming.Fig. 06. Janela Hamming gerada no Matlab.



Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | refernciasAnlise de Sinais e Sistemas17Breve Descrio das Funes SimuladasTriangular (Bartlett)Fig. 07. Exemplo de janela Triangular.Fig. 08. Janela Triangular gerada no Matlab.



Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | refernciasAnlise de Sinais e Sistemas19Breve Descrio das Funes SimuladasBlackmanFig. 09. Janela Blackman gerada no Matlab.


Definio Matemtica das Funes SimuladasAnlise de Sinais e Sistemas20

Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | refernciasSimulaesPara ilustrar a aplicao dos mtodos de janelamento descritos anteriormente, foram realizadas simulaes computacionais na plataforma MATLAB;


Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | referncias21Janela BoxcarAnlise de Sinais e Sistemas22

Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | referncias22 Anlise de Sinais e Sistemas23Multiplicando o sinal original com a janela

Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | referncias Anlise de Sinais e Sistemas24

Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | referncias Anlise de Sinais e Sistemas25Anlise em Frequncia

Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | referncias25Anlise Do Espectro


Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | referncias26


Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | refernciasJanela BartlettAnlise de Sinais e Sistemas28

Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | referncias Anlise de Sinais e Sistemas29Multiplicando o sinal original com a janela



Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | refernciasAnlise Do Espectro




Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | refernciasJanela HanningAnlise de Sinais e Sistemas34




Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | referncias37Anlise Do Espectro




Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | refernciasJanela HammingAnlise de Sinais e Sistemas40








Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | refernciasJanela BlackmanAnlise de Sinais e Sistemas46








Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | refernciasConsideraes FinaisEste trabalho descreveu a existncia de vrios mtodos de janelamento de sinais para finalidades mltiplas tais quais o emprego em anlises espectrais;Como concluso dos conceitos e simulaes realizadas podemos afirmar que no haver previamente nenhuma predominncia ou entre uma janela e outra de natureza distinta, o que ocorre na prtica que devemos definir qual a melhor janela a ser utilizada em cada aplicao especifica, ou seja, a melhor soluo vai depender necessariamente de algum conhecimento acerca do sinal em anlise.Quando esta ltima condio no pode ser atendida, deve-se experimentar os diversos mtodos de janelamento existentes e encontrar o que melhor se adapta a anlise em questo. Seja qual for a aplicao devemos, necessariamente, ter compromisso entre resoluo (largura dos picos) e vazamento espectral (amplitude das caudas).Anlise de Sinais e Sistemas52

Resumo |introduo | Breve Descrio das Funes Simuladas | Definio Matemtica das Funes Simuladas| simulaes | Consideraes Finais | refernciasRefernciasANDRADE, A. O.; SOARES, A.B. Tcnicas de Janelamento de Sinais. Uberlndia: Universidade Federal de Uberlndia, 2015.CARVALHO, Joo Luiz Azevedo de. FERRAMENTA PARA ANLISE TEMPOFREQENCIAL DA VARIABILIDADE DA FREQNCIA CARDACA. 2003. 113 f. Dissertao (Mestrado) - Curso de Engenharia Eltrica, Departamento de Engenharia Eltrica, Universidade de Braslia, Braslia, 2003.Tutorial bsico para el manejo de seales com MATLAB. Disponvel em: < http://musica.unq.edu.ar/personales/ebonnier/cam2/matlab/tutorial529a.html?page=ventaneo01 >, acesso em 18/04/2015.Ventana (funcin). Disponvel em: < http://es.wikipedia.org/wiki/Ventana_(funcin) >, acesso em 18/04/2015.



Técnicas Janelamento Sinais Sistemas

Documents

Transcript of Técnicas Janelamento Sinais Sistemas