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AUTRONICA3.1 Autronica LEZIONE N° 3 Segnale analogicoSegnale analogico Segnale campionatoSegnale campionato Segnale numericoSegnale numerico Segnale digitaleSegnale.

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Presentazione sul tema: "AUTRONICA3.1 Autronica LEZIONE N° 3 Segnale analogicoSegnale analogico Segnale campionatoSegnale campionato Segnale numericoSegnale numerico Segnale digitaleSegnale."— Transcript della presentazione:

1 AUTRONICA3.1 Autronica LEZIONE N° 3 Segnale analogicoSegnale analogico Segnale campionatoSegnale campionato Segnale numericoSegnale numerico Segnale digitaleSegnale digitale Conversione da segnale analogico a segnale numericoConversione da segnale analogico a segnale numerico Conversione da segnale numerico a segnale analogicoConversione da segnale numerico a segnale analogico Classificazione dei Sistemi ElettroniciClassificazione dei Sistemi Elettronici In funzione delle applicazioniIn funzione delle applicazioni

2 AUTRONICA3.2 Richiami Definizione di SISTEMA ELETTRONICODefinizione di SISTEMA ELETTRONICO TrasduttoriTrasduttori AMPLIFICATOREAMPLIFICATORE Equilibrio energetico in un amplificatoreEquilibrio energetico in un amplificatore Breve storia dellElettronicaBreve storia dellElettronica Espansione di un Sistema ElettronicoEspansione di un Sistema Elettronico Blocchi base costituenti un Elaboratore ElettronicoBlocchi base costituenti un Elaboratore Elettronico Sistemi di elaborazione numericaSistemi di elaborazione numerica

3 AUTRONICA3.3 Segnale analogico Un segnale analogico ha unampiezza che varia in maniera continua nel tempoUn segnale analogico ha unampiezza che varia in maniera continua nel tempo Ampiezza t

4 AUTRONICA3.4 Segnale campionato 1 Viene associato il valore che il segnale analogico assume nellistante di campionamentoViene associato il valore che il segnale analogico assume nellistante di campionamento Ampiezza t TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC

5 AUTRONICA3.5 Segnale campionato 2 Viene congelato il valore che il segnale analogico assume a intervalli regolari di tempoViene congelato il valore che il segnale analogico assume a intervalli regolari di tempo Ampiezza t TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC

6 AUTRONICA3.6 Segnale numerico 1 Viene assegnato al segnale campionato il valore numerico relativo allintervallo di appartenenzaViene assegnato al segnale campionato il valore numerico relativo allintervallo di appartenenza Ampiezza t TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC

7 AUTRONICA3.7 Segnale numerico 2 Al segnale quantizzato si può associare il valore numerico codificatoAl segnale quantizzato si può associare il valore numerico codificato Ampiezza t TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC

8 AUTRONICA3.8 Segnale Digitale Particolare segnale numerico che può assumere solo due valori 0 e 1Particolare segnale numerico che può assumere solo due valori 0 e 1 –Al valore 0 si associa, per esempio, 0 V –Al valore 1 si associa, per esempio, 5 V 0 1 TSTS TSTS TSTS TSTS TSTS TSTS TSTS TSTS TSTS TSTS TSTS TSTS

9 AUTRONICA3.9 Errore di Quantizzazione Il segnale Numerico può assumere solo un numero finito di valoriIl segnale Numerico può assumere solo un numero finito di valori –Discretizzazione Il segnale Analogico può variare con continuitàIl segnale Analogico può variare con continuità Il segnale numerico rappresenta il segnale analogico solo in certi istanti, in altri istanti si commette un erroreIl segnale numerico rappresenta il segnale analogico solo in certi istanti, in altri istanti si commette un errore ERRORE DI QUANTIZZAZIONEERRORE DI QUANTIZZAZIONE Conversione di una rampa in una gradinataConversione di una rampa in una gradinata

10 AUTRONICA3.10 Caratteristica di trasferimento Grafico della grandezza duscita in funzione della grandezza dingressoGrafico della grandezza duscita in funzione della grandezza dingresso Esempio rampa lineareEsempio rampa lineare VIVI VUVU VUVU AMP = 1 VIVI VUVU A / N VIVI VUVU

11 AUTRONICA3.11 Grafico dellErrore di Quantizzazione Errore di QuantizzazioneErrore di Quantizzazione –Differenza, in un determinato istante, fra il valore del segnale analogico e valore del segnale numerico VIVI VUVU VUVU Errore di quantizzazione VIVI

12 AUTRONICA3.12 Minimizzazione dellERRORE Scegliendo il valore di commutazione in corrispondenza n+0.5 si ha il modulo dellerrore al massimo è pari a 0.5Scegliendo il valore di commutazione in corrispondenza n+0.5 si ha il modulo dellerrore al massimo è pari a Errore di quantizzazione VIVI VUVU VUVU

13 AUTRONICA3.13 Riepilogo Segnale analogicoSegnale analogico –Un segnale analogico ha unampiezza che varia in maniera continua nel tempo Segnale campionatoSegnale campionato –Viene congelato il valore che il segnale analogico assume a intervalli regolari di tempo Segnale numerico 1Segnale numerico 1 –Viene assegnato al segnale campionato il valore numerico relativo allintervallo di appartenenza Segnale numerico 2Segnale numerico 2 –Al segnale quantizzato si può associare il valore numerico codificato Segnale DigitaleSegnale Digitale –Particolare segnale numerico che può assumere solo due valori 0 e 1 »Al valore 0 si associa, per esempio, 0 V »Al valore 1 si associa, per esempio, 5 V

14 AUTRONICA3.14 Codifica Un valore numerico può essere codificato in un numero N di segnali digitaliUn valore numerico può essere codificato in un numero N di segnali digitali Valore Numerico ABC

15 AUTRONICA3.15 Convertitori A/D Convertitore A/DConvertitore A/D segnale analogico segnale digitale codificatosegnale analogico segnale digitale codificato Convertitore D/AConvertitore D/A segnale digitale codificato segnale analogicosegnale digitale codificato segnale analogico A / D 4Vin A C B D / A 4 Vout A C B 1 0 1

16 AUTRONICA3.16 Tipi di segnali IngressiIngressi –Natura dei sensori In larga parte forniscono segnali analogiciIn larga parte forniscono segnali analogici –Variazione di tensione, corrente –Variazione di resistenza, capacità, induttanza, …. Segnali digitali di raggiunta posizioniSegnali digitali di raggiunta posizioni UsciteUscite –Natura dellattuatore Segnali analogiciSegnali analogici –a frequenza variabile –ampiezza variabile Segnali ON – OFF DigitaliSegnali ON – OFF Digitali

17 AUTRONICA3.17 Tipi di Elaborazione Elaborazioni lineariElaborazioni lineari –Amplificazione –Somma di segnali –Differenza di segnali –Integrazione, derivazione –Filtraggio Elaborazioni non lineari (Numeriche)Elaborazioni non lineari (Numeriche) –Conteggio di impulsi –temporizzazione –Prodotto, divisione, medie pesate … Generazione di segnali sinusoidali, etc.Generazione di segnali sinusoidali, etc.

18 AUTRONICA3.18 Classificazione in funzione delle Applicazioni Sistemi Elettronici per lAutomobileSistemi Elettronici per lAutomobile Sistemi Elettronici per le TelecomunicazioniSistemi Elettronici per le Telecomunicazioni Sistemi Elettronici per il ConsumerSistemi Elettronici per il Consumer Sistemi Elettronici per per i processi IndustrialiSistemi Elettronici per per i processi Industriali Sistemi Elettronici per per lautomazioneSistemi Elettronici per per lautomazione Sistemi Elettronici per la MedicinaSistemi Elettronici per la Medicina Sistemi Elettronici per lElaborazione (Office)Sistemi Elettronici per lElaborazione (Office)

19 AUTRONICA3.19 Classificazione in funzione del tipo di ELABORAZIONE Sistemi Elettronici ANALOGICISistemi Elettronici ANALOGICI –Amplificazione –Interfaccia dingresso e duscita scopo: processare e trasferire linformazione fornita da un ingresso analogico con la minima DISTORSIONEscopo: processare e trasferire linformazione fornita da un ingresso analogico con la minima DISTORSIONE Sistemi Elettronici DIGITALISistemi Elettronici DIGITALI –Utilizza i dispositivi elettronici come interruttori –I segnali dingresso e duscita sono impulsivi Scopo: processare e trasferire linformazione fornita da un ingresso digitale con il minimo errore e la massima velocitàScopo: processare e trasferire linformazione fornita da un ingresso digitale con il minimo errore e la massima velocità Sistemi Elettronici di POTENZASistemi Elettronici di POTENZA –Controllo e conversione dellenergia elettrica

20 AUTRONICA3.20 Rumore nei Sistemi Analogici DEFINIZIONEDEFINIZIONE Segnale estraneo dovuto a:Segnale estraneo dovuto a: –Agitazione termica degli elettroni in resistenze –Accoppiamento induttivo o capacitivo con segnali di altri sistemi Il rumore si somma direttamente al segnale analogico e quindi lo deterioraIl rumore si somma direttamente al segnale analogico e quindi lo deteriora Il rumore viene amplificato insieme al segnaleIl rumore viene amplificato insieme al segnale v t

21 AUTRONICA3.21 Rumore nei Sistemi Digitali Il rumore si somma direttamente al segnale digitale e quindi lo deterioraIl rumore si somma direttamente al segnale digitale e quindi lo deteriora È possibile ricostruire il segnale definendo gli intervalli entro i quali si attribuisce il valore alto e il valore bassoÈ possibile ricostruire il segnale definendo gli intervalli entro i quali si attribuisce il valore alto e il valore basso 0V > basso > 2 V ; 3 V > alto > 50V > basso > 2 V ; 3 V > alto > 5 v t v t

22 AUTRONICA3.22 Conclusioni Segnale analogicoSegnale analogico Segnale campionato, numerico, digitaleSegnale campionato, numerico, digitale Errore di quantizzazioneErrore di quantizzazione Codifica di un segnale numericoCodifica di un segnale numerico Conversione A to D e D to AConversione A to D e D to A Tipi di segnali, Tipi di elaborazioneTipi di segnali, Tipi di elaborazione Classificazione dei Sistemi ElettroniciClassificazione dei Sistemi Elettronici In funzione delle applicazioniIn funzione delle applicazioni


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