Portal de Eventos Científicos da UTFPR (EVIN), XXIV Seminário de Iniciação Científica e Tecnológica da UTFPR

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Detector de envoltória de sinais de ultrassom baseado em FPGA utilizando uma aproximação da Transformada de Hilbert em filtro FIR
MATHEUS VERETA DOS SANTOS, AMAURI AMORIN ASSEF, JOAQUIM MIGUEL MAIA, JONATHAN DE OLIVEIRA

Última alteração: 2020-05-21

Resumo


Neste projeto, foi implementado um detector de envelope baseado em uma aproximação da Transformada de Hilbert em FPGA para calcular a magnitude dos sinais de ultrassom recebidos em tempo real. A arquitetura proposta explora a simetria ímpar negativa e os coeficientes nulos intercalados de um filtro FIR baseado na Transformada de Hilbert para reduzir os requisitos e a complexidade dos recursos de hardware. O projeto é modelado usando a ferramenta de desenvolvimento DSP Builder, permitindo a geração automática de algoritmos HDL diretamente do ambiente Matlab/Simulink. O código VHDL gerado foi sintetizado para uma FPGA Intel Stratix IV e validado em uma placa Terasic DE4-230. A precisão e o desempenho do detector de envelope são analisados ​​com dados reais de ultrassom para diferentes ordens de filtro, comprimento de coeficiente e dois métodos de projeto de filtro: Equiripple e Least-Squares. A função de custo de erro quadrático médio normalizado NRMSE é usada para comparação com o valor absoluto de referência da função de Hilbert no Matlab. As conclusões demonstram que o método proposto produz resultados semelhantes aos métodos convencionais de detecção de envelope, sendo mais simples de implementar e exigindo menor custo computacional.


Palavras-chave


Ultrassom; Detector de envoltória; FPGA

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