INANOE Repositorio (Inst- Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
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Diseño y realización de osciladores en la banda X: aplicación potencial en esquemas de comunicaciones satelitales
No full textLos generadores de radiofrecuencia (RF) son componentes para la realización de telecomunicaciones inalámbricas, un generador de RF debe proporcionar alta potencia, de alta estabilidad en la frecuencia, alta pureza espectral y ruido de fase muy bajo. Existe una gran variedad de técnicas para realizar generadores de RF, a menudo se diseñan con arquitecturas de Lazo de Amarre de Fase (PLL, por las siglas en inglés de Phase-Locked Loops). Un Lazo de Amarre de Fase es un sistema de control que mediante una señal de referencia, fija el amarre y genera una señal de salida cuya estabilidad en frecuencia depende de la referencia. El oscilador PLL se integra por un oscilador de referencia, un detector de fase/frecuencia (PFD, por siglas en inglés de Phase-Frequency Detector ), un filtro de lazo pasa-bajas (LF, de Loop Filter), un oscilador controlado por voltaje (VCO, por las siglas en inglés de Volage-Controlled Oscillator) y una red divisora de frecuencia. En el PFD ingresan la señal de referencia y la señal proveniente de la red divisora de frecuencia, las fases y frecuencias de ambas señales de entrada son comparadas para generar una señal de error cuyo valor es proporcional a la diferencia de fase/frecuencia. La señal de error es filtrada para entregar un voltaje de corriente continua, adecuado para fijar el punto de operación del VCO, lo cual estabiliza su frecuencia de oscilación. En este trabajo se presenta un simulador para el diseño de generadores PLL con fines didácticos basado en Simulink-MATLAB®. El software implementa los diferentes bloques funcionales del PLL: detector de fase / frecuencia de tres estados, filtros pasa-bajas pasivos y activos, el VCO y el divisor de frecuencia. El simulador PLL se implementa en una interfaz gráfica principal e incluye una serie de submenús donde se describen en mayor detalle cada uno de los bloques del PLL. Debido a que en la actualidad los satélites artificiales forman parte importante de las comunicaciones en el mundo, y la banda “X” (7-8.5 GHz) se utiliza para realizar enlaces tierra-espacio-tierra, en este trabajo se simula, se diseña y realiza un PLL que opera en 7.2GHz y puede ser utilizado para transmitir imágenes y video en tiempo real. Adicionalmente, el simulador desarrollado es capaz de calcular PLL’s para generación de diferentes frecuencias de operación (hasta 30 GHz)
Arquitectura de un convertidor analógico digital de plegado basado en celdas winner take all
No full textIn recent years, the increase in digital applications requires digital analog converters (ADCs) with a high conversion rate, high resolution and low power consumption, for which many topologies have been proposed, among them the technique of folding, which reduces the number of comparators causing a decrease in power consumption; despite its advantages, the number of bits that are resolved is not greater than 7. This work presents a new topology for a folding amplifier based on Winner-Take- All (WTA) cells, with input in current mode and outputs in current and voltage mode, and designed in CMOS technology. 0.18 mum. In this work, 3 WTA cells were implemented and compared, and based on their gain and power consumption one of them was chosen for the realization of the folding amplifier; the reference currents for the WTA's have compensation for the temperature and for the voltage outputs a circuit is proposed that reduces the effect of clockfeedthrough, generated by the switches. The folding amplifier was designed to achieve 32 foldings. Finally, a new topology of a folding ADC is presented using the folding amplifier based on WTA's, which has several advantages such as not using T&H and comparators, besides having outputs in current and voltage mode. A 10-bit resolution is proposed for the ADC; the system was simulated using HSPICE textsuperscript textregistered 2007 and the results obtained show a DNL = ±0,1 and INL = ±0,4, however, the ENOB = 7,0646 this bit loss, it must to the use of mirrors like entrance for the WTA, the degradation of the impedance of exit and the little robustness of the WTAEn los últimos años el incremento de aplicaciones digitales requiere de convertidores analógicos digitales (ADC, por sus siglas en inglés) con elevada tasa de conversión, alta resolución y bajo consumo de potencia, para lo cual han sido propuestas muchas topologías, entre ellas la técnica de plegado, que reduce el número de comparadores ocasionando una disminución en el consumo de potencia; a pesar de sus ventajas el número de bits que se resuelven no es superior a 7. En esté trabajo se presenta una nueva topología para un amplificador de plegado basado en celdas Winner-Take-All (WTA, por sus siglas en ingles), con entrada en modo corriente y salidas en modo corriente y voltaje, y diseñada en tecnología CMOS de 0.18 µm. En este trabajo se implementaron y compararon 3 celdas de WTA, y en base a su ganancia y consumo de potencia se escogió una de ellas para la realización del amplificador de plegado; las corrientes de referencia para los WTA's tienen compensación a la temperatura y para las salidas en voltaje se propone un circuito que reduce el efecto de clockfeedthrough, generado por los interruptores. El amplificador de plegado se diseño para lograr 32 plegados. Finalmente, se presenta una nueva topología de un ADC de plegado usando el amplificador de plegado basado en WTA's, el cual presenta diversas ventajas como no usar T&H y comparadores, además de tener salidas en modo corriente y voltaje. Se propone una resolución de 10 bits para el ADC; el sistema fue simulado utilizando HSPICERy los resultados obtenidos muestran un DNL = ±0,1, INL = ±0,4 y ENOB = 7,0646; esta perdida de bits, se debe al uso de espejos como entrada para el WTA, la degradación de la impedancia de salida y la poca robustez de los WTA
Láser con longitud de onda dual de fibra óptica dopada con tulio sintonizable en la región de 1.85 µm
Get PDFEn esta tesis se desarrolla un láser de longitud de onda dual sintonizable, en la región de 1.85 μm, completamente de fibra, en cavidad de anillo. Para lo cual se emplea una fibra dopada con tulio (cuyo símbolo químico es Tm) como medio de ganancia y, se utiliza un par de filtros de interferencia multimodal (MMI, por sus siglas en inglés) diseñados y fabricados en el laboratorio de fibras ópticas, en una configuración de interferómetro Mach Zehnder, para lograr la emisión dual. Cada filtro MMI consiste de un segmento de fibra sin núcleo (fibra multimodo) empalmada en cada uno de sus extremos a fibra convencional (fibra monomodo). Debido a que la longitud de la fibra multimodo determina la longitud de onda de transmisión del filtro, los filtros utilizados se diseñaron de tal modo que sus longitudes de onda de transmisión estén separadas alrededor de 55 nm. Gracias a las características del fenómeno de interferencia multimodal que se presenta en los filtros MMI, se logra la sintonización de la longitud de onda. Cuando un filtro es sumergido en un líquido con índice de refracción menor al de la fibra sin núcleo, el líquido actúa como revestimiento y se produce un desplazamiento de la longitud de onda de transmisión del filtro (la longitud de onda del filtro cuando está en aire), el desplazamiento depende de que tan cercano se encuentre el índice de refracción del líquido al índice de refracción de la fibra. En este trabajo, uno de los filtros es sumergido en una serie de líquidos conformados por una mezcla homogénea de agua y etilenglicol en diferentes concentraciones, lo que provoca que la longitud de onda de transmisión del filtro se desplace de acuerdo a la concentración de los líquidos
Láser Q-switched activo de fibra dopada de Er/Yb de doble revestimiento en cavidad lineal
Get PDFEn este trabajo de tesis se propone la construcción de un láser de fibra óptica en el régimen pulsado usando la técnica de operación Q conmutada del inglés (Q-switched) generada de manera activa. Éste láser está construido con elementos ópticos y electrónicos como son la fibra óptica dopada con erbio (Er) e iterbio (Yb) de doble revestimiento, un combinador de bombeo, un láser de bombeo, una rejilla de fibra de Bragg (Fiber Bragg Gratting, FBG) como espejo en uno de los extremos de la cavidad, un modulador acusto-óptico (Acusto-Optic Modulator, AOM) como el elemento activo para controlar las pérdidas en la cavidad y generar los pulsos Q-switched y un generador de señales para controlar el modulador acusto-óptico.
Se aprovechan las propiedades de la fibra dopada con Er e Yb de doble revestimiento como el medio activo para generar pulsos de salida láser de duración de nanosegundos para diferentes potencias de bombeo. En estas condiciones se genera un láser con características bien definidas. Se obtiene un láser con ancho de línea como una función de la frecuencia de repetición. Con esto se obtiene un rango de la frecuencia de repetición desde 80 hasta 270 kHz en el que se obtienen pulsos estables con la máxima potencia de bombeo de 7.7 W. Además se obtienen una duración de pulso mínima de 178 ns, una potencia pico máxima de 30.5 W, una energía de pulso máxima de 5.4 μJ y una potencia promedio máxima de 1.1 W.
El diseño del láser es un sistema simple y compacto que opera en la banda de 1550 nm. El desempeño del láser exhibe un ancho de línea espectral estrecho de 73 pm en operación pulsada. La configuración del láser de fibra es una tipo Fabry-Perot
Identificación de usos medicinales de plantas utilizando información sintáctica y semántica
Get PDFIn Mexico and all over the world, plants have been used to treat diseases and
discomforts. In these days it is possible to find information related to medicinal
plants thanks to the growth of the internet. By finding this information in the form
of text, we may ask whether it is possible to automatically identify sentences that
describe a medicinal use using natural language processing techniques (NLP)?. The
main issue is to find the way to relate the sentences that describe a medicinal use
of those that do not. Using NLP techniques will exploit the syntactic and semantic
information extracted from the original source to discover relations that are not
detected superficially.
Since the purpose is to identify a medicinal use that can be found in the
sentences that compose the text, the task can be seen as a task of short texts
classification. The main characteristic of these tasks is work with small portions
of text, in this case sentences that do not exceed 30 words. The main approach
is to enrich the few information available with information that allows to discover
relations between sentences that can not be detected with the original data.
For the previous reason, this thesis addresses the task of automatic identification of medicinal uses of plants using syntactic and semantic information. We
propose a method that obtains syntactic and semantic information of the sentences
to relate those that describe a medicinal use.
The syntactic information is commonly used in stylistic tasks such as the identi
fication of an author by his written documents, for this task it is considered that the
structure of a sentence that describes a medicinal use can provide information that
allows to differentiate it from another sentences. part of the speech trigrams were
used to identify patterns used in sentences that describe uses, especially medicinal
ones.
On the other hand the semantic information has been used in tasks related
to categories, like differentiating between sports or political news. In this case the
sentences of interest belong to the medical domain, so enriching the sentences with
words related to this domain may be useful for this classiffcation. In order to obtain
the semantic information, the BabelNet semantic resource was used, with this, we
want to relate words of the sentences by generalization to their direct hyperonym.
Experiments were performed with each of the representations separately and by
combinations of these.En México y en todo el mundo se han utilizado a las plantas para combatir enfermedades
y malestares. En estos días es posible encontrar esta información gracias
al crecimiento de Internet. Al encontrarse la información en forma de texto ¿es posible
identificar automáticamente oraciones que describan un uso medicinal mediante
técnicas de procesamiento del lenguaje natural (PLN)?. El principal reto a superar
es encontrar la forma de relacionar las oraciones que describan un uso medicinal de
aquellas que no lo hacen. Utilizando técnicas de PLN se sugiere explotar información
sintáctica y semántica extraída de la fuente original para descubrir relaciones que
no se detectan de manera superficial.
Ya que el propósito es identificar un uso medicinal que puede ser encontrado
en oraciones que componen al texto, la tarea puede ser vista como una tarea de
clasificación de textos cortos. La principal característica de esta tarea consiste en
trabajar con pequeñas porciones de texto, en este caso oraciones que no superan
las 30 palabras. El principal enfoque consiste en enriquecer la poca información
disponible con información que permita descubrir relaciones entre las oraciones que
no pueden ser detectadas con la información original.
Por el motivo anterior en esta tesis se aborda la tarea de identificación automática de usos medicinales de plantas utilizando información sintáctica y semántica.
Se propone un método que obtenga información sintáctica y semántica de las
oraciones para poder relacionar aquellas oraciones que describan un uso medicinal
de aquellas que no lo hacen.
La información sintáctica comúnmente es utilizada en tareas de estilo tal como
la identificación de un autor por sus documentos escritos, En esta tesis se considera
que la estructura de una oración que describe un uso medicinal puede aportar
información que permita diferenciarla de oraciones donde no lo hacen, para ello se
utilizaron trigramas de etiquetas de parte del habla para identificar patrones utilizados
en las oraciones que describen usos, especialmente los medicinales.
Por otro lado la información semántica se ha utilizado en tareas relacionadas
a categorías, como diferenciar entre noticias de deportes o finanzas. En este caso
las oraciones de interés pertenecen al dominio medico, por lo cual el enriquecer las
oraciones con palabras relacionadas a este dominio puede ser útil para esta clasificación
Study of intrinsic and doped silicon-carbon films by PECVD of medium and high vacuum for solar cells
Get PDFSolar cells are the main elements for the generation of electrical energy from solar radiation. Crystalline silicon (c-Si) wafers and hydrogenated amorphous silicon films (a-Si:H) are mature technologies to fabricate silicon-based solar cells. Next-generation photovoltaics requires that materials and structures combine a high-efficiency at low-costs. Silicon could continue in this field by optimizing the structure of photovoltaic devices and improving the properties of materials. Tandem solar cells of a-Si:H/μc-Si:H/μc-Si:H and heterojunctions of a-Si:H/c-Si have demonstrated enhancement of efficiency compared to current market solar cells. On the other hand, carbon is incorporated in p-type doped silicon films or buffer layers to improve the performance of thin-film solar cells. Thus, silicon and carbon are key materials for photovoltaics. The synthesis of silicon-based films by Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) is convenient; because various forms can be obtained, for instance: amorphous, microcrystalline, nanocrystalline, quasi-epitaxial. Moreover, many factors can be tuned such as frequency, power, temperature, pressure, precursor gases, e.g., silane (SiH₄) or hydrogen (H₂). From the experimental point of view, these factors can be varied and the films can be analyzed. However, the number of experiments increases exponentially. The two-level factorial design of experiments (DOE) was implemented to find the main effects for the synthesis of silicon-based films with optimal properties for solar cells; saving time and resources. The number of experiments for intrinsic films was 8; pressure, SiH₄, and H₂ were the factors at two levels. Since these parameters allow a morphological control of the films. For the study of doped silicon films, diborane (B₂H₆) and phosphine (PH₃) gases were incorporated. Gas methane (CH₄) was used to alloy with carbon the intrinsic and doped silicon films. The factorial DOE was implemented again for the study of doped and alloyed films; low and high values for B₂H₆, PH₃, and CH₄ were set.
The structural and optoelectronic properties of the intrinsic and doped silicon-carbon films were studied. These films were synthesized by PECVD at frequencies of 110 kHz and 13.56 MHz. The reactor of low-frequency (LF) works at 110 kHz and medium vacuum (MV) of 10⁻³ Torr.Las celdas solares son el principal elemento para la generación de energía eléctrica a partir de la radiación solar. El silicio cristalino (c-Si) y las películas de silicio amorfo hidrogenado (a-Si:H) son tecnologías de gran desarrollo para la fabricación de celdas solares. La próxima generación de celdas solares requiere de materiales y estructuras que combinen una alta eficiencia a bajo costo. El silicio podría continuar vigente, mejorando sus propiedades y optimizando los dispositivos. Celdas solares tipo tándem de a-Si:H/μc-Si:H/μc-Si:H y hetero-uniones de a-Si:H/c-Si han demostrado una mejora en la eficiencia. Además, el carbono se incorpora a películas tipo-p y buffer para mejorar las características de las celdas solares. Por tanto, el silicio y el carbono son claves para la energía solar. La síntesis de películas de a-Si:H por depósito químico en fase vapor asistido por plasma (PECVD, por sus siglas en inglés) es conveniente, ya que pueden obtenerse diversas morfologías: amorfa, microcristalina, nanocristalina, quasi-epitaxial. Además, pueden ajustarse varios factores, tales como: frecuencia, potencia, presión, gases precursores p.ej. silano (SiH₄) o hidrogeno (H₂). Desde el punto de vista experimental, cualquiera de estos factores se puede variar y analizar su respuesta. Sin embargo, el número de experimentos se incrementa exponencialmente. El diseño de experimentos factoriales (DOE, por sus siglas en inglés) se implementó para determinar los principales efectos en la síntesis de películas basadas en silicio; y así optimizar tiempo y recursos. El número de experimentos para las películas intrínsecas fue de 8, usando tres factores: la presión y los flujos de SiH₄ y H₂. Ya que estos parámetros permiten un control estructural de las películas. Para el estudio de las películas dopadas, se incorporaron los gases diborano (B₂H₆) y fosfina (PH₃). El gas metano (CH₄) se utilizó para la aleación con carbono. El DOE se implementó para el estudio de películas dopadas y aleadas; usando dos niveles para los gases B₂H₆, PH₃ y CH₄.
Se estudiaron las propiedades optoelectrónicas y estructurales de las películas intrínsecas y dopadas de silicio-carbono. Las películas se obtuvieron por PECVD a frecuencias de 110 kHz y 13.56 MHz. El reactor de baja frecuencia (LF) de 110 kHz alcanza un vacío medio de ~10⁻³ Torr
Bag of features for imagined speech classification in electroencephalograms
Get PDFThe interest for using of brain computer interfaces as a communication channel has been increasing nowadays, however, there are many challenges to achieve natural communication with this tool. On the particular case of imagined speech based brain computer interfaces, here still exists difficulties to extract information from the brain signals. The objective of this work is to propose a representation based on characteristic units focused on EEG signals generated in imagined speech. From this characteristic units a representation will be developed, which, more than recognize a specific vocabulary, allows to extend such vocabulary. In this work, a set of characteristic units or bag of features representation is explored. These type of representations have shown to be useful in similar tasks. Nevertheless, to determine an adequate bag of features for a specific problem requires to adjust many parameters. The proposed method aims to find an automatic signal characterization obtaining characteristic units and later generating a representative pattern from them. This method finds a set of characteristic units from each class (i.e. each imagined word), which are used for recognition and classification of the imagined vocabulary of a subject. The generation of characteristic units is performed by a clustering
method. The generated prototypes are considered the characteristic units, and are called codewords. Each codeword is an instance from a general dictionary called codebook. For evaluating the method, a database composed of the electroencephalograms from twenty seven Spanish native speakers was used. The data consists of five Spanish imagined words ("Arriba", "Abajo", "Izquierda", "Derecha", "Seleccionar") repeated thirty three times each one, with a rest period between repetitions, this database was obtained in [Torres-García et al., 2013]. The proposed method achieved comparable results with related works, also have been tested in different approaches (i.e. transfer learning). Bag of features is able to incorporate frequency, temporal and spatial information from the data. Also, different representations which consider information of all channels, and feature extraction methods were explored. In further steps, is expected that extracted characteristic units of the signals allow to use transfer learning to recognize new imagined words, these units can be seen as prototypes of each imagined word
Equipo de video vigilancia del INAOE
No full textEn este reporte se describe la arquitectura del sistema, el tipo de cámaras utilizadas, la red inalámbrica y su configuración, el mantenimiento preventivo y correctivo, así como el estado actual y los trabajos de mejora para el sistema en cuestión
Análisis experimental del sistema FOCOIVA
Get PDFSe presenta el reporte del arreglo experimental FOCOIVA1, donde se describen las actividades realizadas en el laboratorio del grupo de instrumentación óptica del INAOE, como lo fueron el análisis a primer orden, el montar el arreglo óptico del Sistema usando luz blanca, 4 lentes y una pantalla que se usó como plano imagen, también la montura del mismo arreglo pero sustituyendo la luz blanca por un láser y las mediciones correspondientes, además de la caracterización de las lentes para algunas de las configuraciones del sistema. También se presentan la simulación del sistema experimental en ZEMAX para comprobar los datos teóricos con los experimentales
An advanced multi-band acousto-optical radio-wave spectrometer for astrophysical investigations
Get PDFWe present an advanced schematic arrangement of the radio-wave spectrometer with a few parallel optical arms for processing the data flow. This arrangement includes two principal novelties. First of them consists in the proposed design, where each individual optical arm exhibits its original performances providing parallel multi-band observations within a few different scales simultaneously. These optical arms have the beam shapers providing both the needed incident light polarization and apodization to increase the dynamic range. After parallel acousto-optical processing, data flows of all the optical arms are united by the joint CCD matrix on the stage of the combined electronic data processing. The second novelty is in usage of unique wide-aperture bastron-based acousto-optical cell providing one of the best performances at the middle-frequencies (about 500 MHz) in comparison with the other available crystalline materials in this range. Such multi-band capabilities have a number of applications in astrophysical scenarios at different scales: from objects in the distant universe to planetary atmospheres in the Solar system. Thus one yields the united versatile instrument, which provides comprehensive studies of astrophysical objects simultaneously with precise synchronization in various frequency ranges