AUTRONICA11.1 Autronica LEZIONE N° 11 Convertitori A to D e D to AConvertitori A to D e D to A Richiami su segnali campionatiRichiami su segnali campionati.

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1 AUTRONICA11.1 Autronica LEZIONE N° 11 Convertitori A to D e D to AConvertitori A to D e D to A Richiami su segnali campionatiRichiami su segnali campionati Circuito Sampling- HoldCircuito Sampling- Hold Pulse Code Modulation (PCM)Pulse Code Modulation (PCM) Pulse Amplitude Modulation (PAM)Pulse Amplitude Modulation (PAM) Pulse width Modulation (PWM)Pulse width Modulation (PWM)

2 AUTRONICA11.2 Sistema Elettronico SENSORESENSOREATTUATOREATTUATORE ELABORATOREELABORATORE ~~~~~~ ~~~~~~ AMP A / D ~~~~~~ ~~~~~~ AMP D / A ELABORATORE DIGITALE Sequenz. (M.S.F.) Sequenz. (M.S.F.) A.U. (R.C.) A.U. (R.C.) MEM (RAM) MEM (RAM) REG. (F - F) REG. (F - F) L.U. (R.C) L.U. (R.C) I / O (M.S.F.) I / O (M.S.F.) Filtro anti aliasing

3 AUTRONICA11.3 Spettro Spettro del segnaleSpettro del segnale Spettro del segnale CampionatoSpettro del segnale Campionato V t V t |V| f fFcFc F c /2

4 AUTRONICA11.4 Filtro anti aliasing La frequenza max del segnale deve essere minore di F c /2La frequenza max del segnale deve essere minore di F c /2 Filtro realeFiltro reale |V| fF c /2 |V| fF c /2 ………………. Filtri equi ripple Filtri ellittici ………………

5 AUTRONICA11.5 Filtro d’uscita La ricostruzione mediante gradinata presenta uno spettro con alte frequenzeLa ricostruzione mediante gradinata presenta uno spettro con alte frequenze Per eliminare la “scalinatura” si deve filtrare le alte frequenzePer eliminare la “scalinatura” si deve filtrare le alte frequenze V t

6 AUTRONICA11.6 Sampling – Hold 1 Per effettuare la conversione A / D occorre un certo tempo T CPer effettuare la conversione A / D occorre un certo tempo T C Durante T C il segnale deve essere costanteDurante T C il segnale deve essere costante V t

7 AUTRONICA11.7 Sampling – Hold 2 Campionamento e memorizzazioneCampionamento e memorizzazione Schema di principioSchema di principio Schema realeSchema reale fcfc fcfc + - ViVi RiRi RLRL + - VUVU

8 AUTRONICA11.8 Forma d’onda reale Carica dovuta a R i Scarica dovuta a R LCarica dovuta a R i Scarica dovuta a R L V t

9 AUTRONICA11.9 Rappresentazione Digitale di Segnali Analogici Codifica PCM (Pulse Code Modulation)Codifica PCM (Pulse Code Modulation) Rappresentazione in traslazioneRappresentazione in traslazione V t 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111

10 AUTRONICA11.10 Convertitori  SovracampionamentoSovracampionamento Differenza fra due impulsi consecutiviDifferenza fra due impulsi consecutivi Codifica su due bit[-1, 0, +1]Codifica su due bit[-1, 0, +1] Codifica su un bit [-1, +1]Codifica su un bit [-1, +1] V t

11 AUTRONICA11.11 Convertitori  Numero ridotto di bitNumero ridotto di bit Banda molto estesa(pregio e difetto)Banda molto estesa(pregio e difetto) Ricostruzione mediante integrazione (problema dell’errore sull’integrazione)Ricostruzione mediante integrazione (problema dell’errore sull’integrazione) Si può passare a codifica PCMSi può passare a codifica PCM Si ha una riduzione del rumoreSi ha una riduzione del rumore Usato per convertitori a molti bitUsato per convertitori a molti bit

12 AUTRONICA11.12 Conversione D to A 1 Convertitore PAM (Pulse Amplitude Modulation)Convertitore PAM (Pulse Amplitude Modulation) Complementare al PCMComplementare al PCM V t 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111

13 AUTRONICA11.13 Conversione D to A 2 PWM (Pulse Width Modulation)PWM (Pulse Width Modulation) Ampiezza dell’impulso costanteAmpiezza dell’impulso costante Durata proporzionale al valore digitaleDurata proporzionale al valore digitale Idealmente l’elemento attivo non dissipaIdealmente l’elemento attivo non dissipa V t 1 234 5 67 -2-3-4-5

14 AUTRONICA11.14 Conclusioni Richiami su segnali campionatiRichiami su segnali campionati Circuito Sampling- HoldCircuito Sampling- Hold Pulse Code Modulation (PCM)Pulse Code Modulation (PCM) Pulse Amplitude Modulation (PAM)Pulse Amplitude Modulation (PAM) Pulse width Modulation (PWM)Pulse width Modulation (PWM)