Demodulação FSK com FPGA por algoritmo Goertzel

30 de Junho de 2015

DEMODULAÇÃO FSK POR MEIO DE FPGA
Rudah Maciel Guedes

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DEMODULAÇÃO FSK POR MEIO DE FPGA
Aluno(s): Rudah Maciel Guedes
Orientador(es): Marco Antônio Grivet

Trabalho apresentado com requisito parcial à conclusão do curso de Engenharia
Elétrica na Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brasil.

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Agradecimentos

Agradeço a Alexandre Fabres pela ideia do projeto e pelas sugestões, orientação e incentivo, a Gustavo
Amaral por conceder espaço e material para o desenvolvimento do projeto, por me ensinar programação de FPGA e por me orientar e ajudar, e a Rafael Aoude e Victor Takahashi, por me ajudarem e contribuírem para o projeto de diversas formas ao longo de todo o processo.

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Resumo

A modulação FSK é amplamente utilizada para a transmissão digital de dados em diversas áreas. No caso do monitoramento de dutos de transporte de petróleo por meio de sensores, o sistema de transmissão possui limitações físicas, como altas temperaturas e pressão, de modo que é restrito à métodos de transmissão mais simples, como a modulação FSK binária (B-FSK). Torna-se, portanto, fundamental que o sistema receptor seja capaz de realizar uma demodulação eficiente. Uma série de métodos pode ser considerada para essa tarefa, dentre eles o algoritmo Goertzel. Esse algoritmo é capaz de implementar um estreito filtro passa-banda sobre o sinal de entrada identificando a presença ou ausência de uma componente de frequência. Nesse contexto, o Field Programable Gate Array
(FPGA) representa uma solução robusta de baixo custo para a demodulação de sinais FSK - através do algoritmo Goertzel - principalmente por conta da possibilidade de paralelização das estruturas digitais que tornam a execução do algoritmo menos demorada. Para a aplicação do algoritmo no FPGA foram desenvolvidas unidades de multiplicação e soma em ponto flutuante. Essa abordagem