Conversione analogico digitale

ADC.

Gli ADC sono essenzialmente caratterizzato da:

• Un ingresso analogico V in

• Un ingresso per il segnale di clock necessario a

fornire il sincronismo e scandire gli istanti di

conversione.

• Un ingresso per l’alimentazione V

cc

• Un’uscita digitale C

ADC deCinizioni

Tempo di conversione τ: è il tempo impiegato dal convertitore ad eseguire la conversione del

valore di tensione in ingresso nel corrispondente codice numerico.

Numero di bit N: è il numero di cifre binarie su cui viene convertito in forma numerica il valore

di tensione di ingresso. Il convertitore A/D può quindi avere in uscita solamente un numero

!

Qinito di valori pari a 2 .

Range d’ingresso (DINAMICA): è l’intervallo di tensione d’ingresso entro cui può variare il

segnale.

Tensione di fondo scala V : è la massima tensione d’ingresso applicabile al convertitore.

fs

Il processo di conversione 26

La conversione consiste di tre distinte operazioni:

• CAMPIONAMENTO: discretizzazione dei tempi (dal tempo continuo a tempo discreto)

• QUANTIZZAZIONE: discretizzazione delle ampiezze (dalle ampiezze continue alle

ampiezze discrete)

• CODIFICA: associazione al segnale campionato e quantizzato di una parola digitale

Campionare un segnale analogico signiQica prelevare da questo una successione temporale di

valori.

Tale successione è costituita dai valori istantanei assunti dal segnale in corrispondenza di

particolari istanti, detti "istanti di campionamento".

L'intervallo che separa due successivi istanti di campionamento viene chiamato "periodo di

campionamento" Tc ed il suo reciproco, indicato come fc, prende il nome di "frequenza di

campionamento". 1

" =

" %

#

L’obbiettivo dell’operazione di

campionamento è quello di identiQicare

una serie Qinita di punti capaci di

rappresentare in maniera esatta e

accurata il segnale analogico di ingresso.

Dal punto di vista matematico,

l’operazione di campionamento ideale è

descrivibile mediante il prodotto del segnale analogico &(') con una sequenza di impulsi ideali

di area unitaria (matematicamente noto come Delta di Dirac, con simbolo )), spaziati l’uno

dall’altro di un intervallo pari al tempo di campionamento " .

"

La Delta di Dirac ha la proprietà di essere diversa da 0 ed aveva integrale sull’asse reale pari a

1. 27

La velocità cona la quale il segnale viene convertito dal dominio analogico a quello digitale è

detta “Sampling Rate” o semplicemente “Frequenza di Campionamento”.

Non esiste una frequenza giusta e una sbagliata per eseguire questa operazione, tutto dipende

dall’applicazione che si sta eseguendo.

Il problema fondamentale quando ci si trova a trattare con un segnale digitale è stabilire se e

come una sequenza di valori puntuali x(n), ottenuta dal campionamento di un segnale tempo

continuo, contiene le stesse informazioni del segnale di partenza. In altre parole è necessario

veriQicare se il contenuto informativo associato al segnale nel dominio del tempo continuo viene

alterato o meno dall’operazione di campionamento. Se questo non accade sarà possibile

estrarre dal segnale campionato le stesse informazioni associate al segnale analogico di

partenza. Quando si raccolgono

valori discreti e si

desidera che siano

rappresentativi della

grandezza continua

dalla quale sono

estratti, è fondamentale

che i punti o gli istanti di

campionamento siano

alla corretta distanza

l’uno dall’altro. Punti di

campionamento troppo

Figura 1- Analisi di un segnale nel dominio della frequenza distanti possono dare

luogo a signiQicative

perdite di informazione. Punti di campionamento troppo vicini comportano uno spreco di

risorse (tempo di misura, memoria per la conservazione dei dati).

Un “segnale” è una variazione temporale di una grandezza Qisica, in grado di trasportare

informazione.

Nel caso dei segnali elettrici, la grandezza in questione è una grandezza elettrica (tipicamente

tensione o corrente).

Un segnale *(') è periodico se la sua ampiezza varia nel tempo secondo la relazione:

* (' + ") = *(')

In questo caso, T si chiama periodo del segnale, mentre il suo inverso 1/T è detto frequenza.

+(-) 3(456- 8)

Caso particolare - segnale sinusoidale => = . ∙ 12 +

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