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Autronica 3.1 Autronica LEZIONE 3. Autronica 3.2 Il mondo esterno è caratterizzato da variabili analogiche Un segnale analogico ha unampiezza che varia.

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1 Autronica 3.1 Autronica LEZIONE 3

2 Autronica 3.2 Il mondo esterno è caratterizzato da variabili analogiche Un segnale analogico ha unampiezza che varia in maniera continua nel tempo Un segnale analogico ha unampiezza che varia in maniera continua nel tempo Ampiezza (e.g. Volt) t

3 Autronica 3.3 Segnale campionato 1 Viene associato il valore che il segnale analogico assume nellistante di campionamento Viene associato il valore che il segnale analogico assume nellistante di campionamento Ampiezza t TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC

4 Autronica 3.4 Segnale campionato 2 Viene congelato il valore che il segnale analogico assume a intervalli regolari di tempo (Sample & Hold) Viene congelato il valore che il segnale analogico assume a intervalli regolari di tempo (Sample & Hold) Ampiezza t TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC

5 Autronica 3.5 Segnale numerico 1 Viene assegnato al segnale campionato il valore numerico relativo allintervallo di appartenenza Viene assegnato al segnale campionato il valore numerico relativo allintervallo di appartenenza Ampiezza t TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC

6 Autronica 3.6 Segnale numerico 2 Al segnale quantizzato si può associare il valore numerico codificato Al segnale quantizzato si può associare il valore numerico codificato Ampiezza t TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC TCTC

7 Autronica 3.7 Codifica Binaria Un valore numerico può essere codificato in un numero N di segnali digitali, i bit (e.g. N=3 in tabella) Un valore numerico può essere codificato in un numero N di segnali digitali, i bit (e.g. N=3 in tabella) NumeroAMSBBCLSB

8 Autronica 3.8 Segnale Digitale Particolare segnale numerico che può assumere solo due valori 0 e 1 Particolare segnale numerico che può assumere solo due valori 0 e 1 –Al valore 0 si associa, per esempio, la grandezza elettrica 0 V –Al valore 1 si associa, per esempio, la grandezza elettrica 5 V 0 1 TSTS TSTS TSTS TSTS TSTS TSTS TSTS TSTS TSTS TSTS TSTS TSTS

9 Autronica 3.9 Errore di Quantizzazione Il segnale Numerico può assumere solo un numero finito di valori Il segnale Numerico può assumere solo un numero finito di valori –Discretizzazione Il segnale Analogico può variare con continuità Il segnale Analogico può variare con continuità Il segnale numerico rappresenta il segnale analogico solo in certi istanti, in altri istanti si commette un errore Il segnale numerico rappresenta il segnale analogico solo in certi istanti, in altri istanti si commette un errore

10 Autronica 3.10 Caratteristica di trasferimento Grafico della grandezza duscita in funzione della grandezza dingresso Grafico della grandezza duscita in funzione della grandezza dingresso Esempio rampa lineare con intervallo quantizzazione Δ = 1 Volt Esempio rampa lineare con intervallo quantizzazione Δ = 1 Volt VIVI VUVU VUVU AMP = 1 VIVI VUVU A / N VIVI VUVU

11 Autronica 3.11 Grafico dellErrore di Quantizzazione Errore di Quantizzazione Errore 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 Autronica 3.12 Minimizzazione dellERRORE Scegliendo il valore di commutazione in corrispondenza n+0.5 si ha il modulo dellerrore al massimo è pari a Δ /2 Scegliendo il valore di commutazione in corrispondenza n+0.5 si ha il modulo dellerrore al massimo è pari a Δ / Errore di quantizzazione VIVI VUVU VUVU

13 Autronica 3.13 Convertitori A/D Convertitore A/D Convertitore A/D segnale analogico segnale digitale codificatosegnale analogico segnale digitale codificato Convertitore D/A Convertitore 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

14 Autronica 3.14 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 (Sample & Hold – S&H) 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

15 Autronica 3.15 Rumore nei Sistemi Analogici DEFINIZIONE DEFINIZIONE 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 deteriora Il 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

16 Autronica 3.16 Rumore nei Sistemi Digitali Il rumore si somma direttamente al segnale digitale e quindi lo deteriora Il 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 basso È 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

17 Autronica 3.17 Distorsioni in circuiti analogici 1 In un sistema lineare la grandezza di uscita deve essere una replica fedele dellingresso In un sistema lineare la grandezza di uscita deve essere una replica fedele dellingresso –Se lingresso è sinusoidale luscita deve essere sinusoidale con la stessa frequenza VUVU VIVI

18 Autronica 3.18 Distorsioni 2 Errore di cimatura (Clipping) Errore di cimatura (Clipping)

19 Autronica 3.19 Distorsioni 3 Errore di attraversamento (Crossover) Errore di attraversamento (Crossover)

20 Autronica 3.20 Distorsioni 4 Distorsione armonica Distorsione armonica


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