Preparazione excel e matlab per laboratorio

Excel per l’Analisi dei Dati Sperimentali

Manuale Completo per il Laboratorio di Elettronica

1 1. Fondamenti: Organizzazione, Righe e Colonne

L’elaborazione dei dati sperimentali inizia con la corretta importazione e organizzazione dei campioni

all’interno del foglio di calcolo. Un set di dati acquisito da uno strumento di misura (come un

oscilloscopio) è costituito da migliaia di punti. L’organizzazione spaziale su Excel è rigorosa:

• Le Colonne rappresentano le grandezze fisiche: Ogni colonna deve essere dedicata a una

singola e specifica variabile (ad esempio, il tempo o la tensione).

• Le Righe rappresentano i campioni nel tempo: Ogni riga successiva rappresenta l’istante

temporale t in cui è stata effettuata la misurazione.

i+1

1.1 L’Intestazione e le Unità di Misura

La riga 1 del foglio di calcolo deve sempre essere riservata alle intestazioni. Una regola imprescindibile

del laboratorio è che l’intestazione deve includere la grandezza e la sua unità di misura tra parentesi

quadre (es. Tempo [s], Tensione d’ingresso [V]).

1.2 Scrivere la formula una sola volta e il Riempimento Automatico

In Excel, non bisogna mai inserire i calcoli manualmente riga per riga. L’approccio corretto prevede

la scrittura della formula esclusivamente nella prima cella utile (tipicamente nella riga 2 o 3).

Successivamente, si utilizza il quadratino verde nell’angolo in basso a destra della cella per trascinare

la formula verso il basso (riempimento automatico).

Esempio Visivo: Generare un vettore tempo con passo di 0.5s

A B

1 Tempo [s] Tensione [V]

2 0 2.5

←

3 Formula sin- 3.1

=A2+0.5

gola

4 (Trascina giù per calcolare ...

1) 1

2 2. La Teoria dei Riferimenti: Relativi, Assoluti e Misti

Quando si utilizza il riempimento automatico, Excel modifica le coordinate delle celle. Per parametri

che rimangono costanti per tutto l’esperimento (come il guadagno dell’amplificatore o la frequenza),

è necessario bloccare le celle usando il simbolo del dollaro ($).

La Scorciatoia: Il Tasto F4

Mentre modifichi una formula, clicca sul riferimento (es. e premi il tasto F4 sulla tastiera

F2)

(sui portatili Fn + F4). Excel inserirà i dollari, ciclando tra i vari stati di blocco.

2.1 I 4 Stati di Blocco di una Cella

Sintassi Comportamento durante la copia della formula

Riferimento Relativo: Colonna e riga possono cambiare liberamente.

A2

$A$2 Riferimento Assoluto: Colonna e riga rimangono completamente bloccate.

$A2 Riferimento Misto (Colonna): È bloccata soltanto la colonna (la riga scorre).

Riferimento Misto (Riga): È bloccata soltanto la riga (la colonna scorre).

A$2

Esempio Visivo: Moltiplicare un’onda per un Guadagno costante Se non blocchi la cella F2,

trascinando in basso Excel cercherà il guadagno in poi azzerando i tuoi calcoli.

F3, F4,

A B ... F

1 Ingresso [V] Uscita [V] Guadagno

←

2 0.5 Il dollaro blocca F2 10

=A2*$F$2 ←

3 1.2 La A scorre, F2 è fissa

=A3*$F$2

4 2.1 =A4*$F$2

3 3. Analisi dei Dati: SOMMA, MEDIA, MAX e MIN

Excel offre funzioni integrate per estrarre informazioni da un intervallo (es. In elettronica

B2:B1000).

servono per calcolare i parametri fondamentali di un segnale:

• Restituisce il valore più alto della serie (Tensione di picco positivo, V ).

MAX(intervallo): max

• Restituisce il valore più basso. Sottraendo MIN dal MAX, si ottiene la

MIN(intervallo):

tensione picco-picco (V ).

pp

• Calcola il valore in continua (DC Offset) del segnale. Se l’onda è

MEDIA(intervallo):

centrata sullo zero, sarà vicino a 0.

• Utile per integrali numerici (es. per calcolo di energia o potenza).

SOMMA(intervallo): 2

Esempio Visivo: Applicazione delle funzioni analitiche

B ... D (Parametro da E (La Formula in

estrarre) cella)

1 Tensione [V]

2 1.5 Valore di Picco Massi- =MAX(B2:B5)

mo

3 -2.0 Valore di Picco Minimo =MIN(B2:B5)

4 4.1 Valore Medio (Fondo =MEDIA(B2:B5)

DC)

5 0.3 Somma (Integrale di- =SOMMA(B2:B5)

screto) 3

4 4. Rappresentare e Confrontare: Il Grafico XY

ATTENZIONE: Il Divieto del Grafico a Linee

Per rappresentare una grandezza in funzione di un’altra (es. tensione nel tempo) non utilizzare

MAI un normale grafico a linee. Questo grafico tratta i valori sull’asse X come ”categorie”

testuali. Se i tuoi campioni temporali non sono equispaziat