Il controllo digitale.
Caratteristiche di un sistema di controllo digitale.
Riprendiamo in esame lo schema a blocchi di un sistema di controllo a
catena chiusa.
Controllo
analogico
disturbi
r(t)
Com
p
e(t)
Controllo
y(t)
x(t)
Attuatore
i(t)
Sistema
u(t)
Trasduttore
L’uscita del trasduttore entra direttamente nel comparatore e l’uscita del
blocco di controllo agisce direttamente sull’attuatore. Questo tipo di
realizzazione in cui tutti i segnali di ingresso e di uscita ai vari circuiti sono
di tipo analogico, viene definita controllo analogico di processo.
Un sistema analogico di controllo garantisce grandi prestazioni in termini di
velocità, ma presenta una architettura poco flessibile, in quanto ad ogni
modifica di parametri corrisponde in genere la sostituzione di componenti
elettrici.
Una alternativa al sistema appena descritto, consiste in un sistema di
controllo digitale. In esso le informazioni acquisite dal processo vengono
gestite da un sistema di elaborazione digitale opportunamente interfacciato
al processo stesso per cui lo schema precedente si trasforma nel seguente
schema:
E
L
A
B
O
R
A
T
O
R
E
Segnale
digitale
Controllo
digitale
Segnale
analogico
disturbi
Conversione
D/A
Conversione
Attuatore
Trasduttore
A/D
1
i(t)
Sistema
u(t)
I segnali su cui opera un sistema di controllo sono solitamente di tipo
analogico mentre l’elaboratore, a cui viene affidato il controllo, è in grado di
gestire solo segnali di tipo digitale. Per questo motivo sono stati inseriti nel
grafico un blocco di conversione A/D ,che trasforma il segnale analogico di
uscita del trasduttore in un segnale digitale da inviare all’elaboratore, ed un
blocco di conversione D/A che effettua l’operazione inversa, cioè trasforma
il segnale digitale che esce dall’elaboratore in un segnale di natura analogica
da inviare all’attuatore.
La convenienza della gestione di un controllo di processo da parte di un
elaboratore può essere individuata in molti aspetti, alcuni dei quali sono:
La capacità di gestire processi in cui ci sono più variabili da controllare
contemporaneamente ed eventualmente risolvere equazioni di controllo,
spesso molto complicate, che le mettono in relazione.
L’implementazione di algoritmi di controllo diversi senza dover
ricorrere alla progettazione di hardware dedicati.
La possibilità di raccogliere dati sull’andamento dei processi stessi
rendendoli disponibili per successive elaborazioni anche di tipo
statistico.
2
La catena di acquisizione dati
Con l’espressione catena di acquisizione dati viene indicato l’insieme dei
dispositivi necessari ad acquisire dati di natura analogica da parte di una
unità di elaborazione digitale.
Nel caso di una acquisizione contemporanea di più variabili, il suo schema a
blocchi è il seguente:
Trasduttore
Amplifi
catore
Filtro
E
S/H
M
Acquisizione
A/D
U
L
A
Controllo
X
B
O
R
A
PROCESSO
T
O
R
E
Trasduttore: è un dispositivo che associa alla grandezza fisica da
controllare, che rappresenta il suo ingresso, un’altra grandezza, in questo
caso di natura elettrica, che ne rappresenta la misura..
Amplificatore: è un dispositivo che permette di amplificare o
deamplificare (in genere eleva il segnale ad un livello di tensione che
appartiene all’intervallo [1V, 10V] ), il segnale emesso dal trasduttore in
modo tale da renderlo compatibile con i dispositivi collegati di seguito.
Filtro: in questo caso abbiamo un filtro attivo passa basso. Si tratta di
un dispositivo in grado di trasmettere in uscita le componenti del segnale
la cui frequenza è inferiore ad un valore predefinito, detto frequenza di
taglio ft , e di non trasmetterne le componenti che hanno frequenza
superiore.
Multiplexer: è un dispositivo in grado di ripartire un’unica uscita tra più
segnali presenti in ingresso. Nella catena di acquisizione, viene
utilizzato per estendere il numero dei canali d’ingresso del sistema in
modo da permettere l’acquisizione apparentemente contemporanea di
più variabili con una tecnica di tipo TDM.
Sample and hold: è un dispositivo che campiona il segnale in uscita dal
multiplexer e lo riporta in ingresso al convertitore mantenendolo
costante per tutto il tempo necessario alla conversione.
Convertitore analogico – digitale: è un dispositivo che associa al livello
di tensione presente in ingresso una corrispondente configurazione
numerica di tipo binario.
3
Controllo: è in genere un sequenziatore che effettua le operazioni di
temporizzazione e controllo su multiplexer, sample and hold e
convertitore A/D.
Il campionamento di un segnale analogico.
La trasformazione di un segnale analogico in equivalente segnale digitale, è
caratterizzata di norma da una fase di campionamento e da una fase di
conversione.
Un segnale analogico è un segnale di tipo continuo, cioè un segnale che
assume con continuità gli infiniti valori compresi all’interno di un
determinato intervallo. Un segnale di tipo digitale può assumere solo un
numero finito di valori strettamente legato al numero di cifre (digit) con cui
viene rappresentato. Per questo motivo, per trasformare un segnale da
analogico a digitale, occorre considerare solo alcuni dei valori (campioni)
del segnale analogico stesso. Possiamo quindi definire il significato
dell’espressione campionamento di un segnale analogico:
Campionare un segnale X(t) vuol dire considerare, al posto dell’intero
andamento del segnale stesso, solo una sequenza di campioni rilevati
periodicamente allo scadere di un opportuno intervallo di tempo.
Affinchè questa operazione abbia senso deve essere possibile in qualunque
momento l’operazione contraria e cioè la ricostruzione dell’intero
andamento del segnale a partire dalla sequenza di campioni che lo
rappresenta.
Per poter fare questo è necessario che il segnale abbia una banda di
frequenza limitata e che il periodo di campionamento, cioè l’intervallo di
tempo tra due campioni successivi, sia tale da garantire un numero di
campioni sufficiente alla ricostruzione del segnale stesso. Queste condizioni
sono individuate dal seguente:
Teorema del campionamento
Se un segnale analogico a banda limitata contiene componenti la cui
frequenza più alta è inferiore ad un valore fmax , il segnale può essere
ricostruito senza distorsioni se la frequenza di campionamento fc è almeno il
doppio della frequenza fmax cioè se f c 2 f max .
Ora poiché l’intervallo di tempo minimo di campionamento è dato dalla
somma del tempo del tempo che impiega il sample and hold ad acquisire il
campione e del tempo che impiega il dispositivo A/D ad effettuare la
conversione, è possibile definire la frequenza massima di campionamento
fcmax che vale:
1
f c max
Tacquisizione Tconversione
questa frequenza
deve essere confrontata con la frequenza di
campionamento fc legata al segnale da acquisire in base al teorema del
campionamento; deve essere cioè : f c f c max .
Se i parametri dei dispositivi S/H e A/D sono tali da non riuscire a garantire
la frequenza fc richiesta, si avrà un fenomeno di aliasing, cioè il segnale
ricostruito differirà dal segnale originale.
4
Campionamento
Analogico e
digitale
Teorema del
Campionamento
Frequenza di
Campionamento
Aliasing
Il seguente grafico riporta il campionamento di un segnale sinusoidale
eseguito una volta a frequenza sufficientemente elevata ed un’altra a
frequenza non sufficiente.
Segnale d’ingresso
X(t)
X(t)
0
t
0
t
Segnale campionato
X(t)
X(t)
0
t
0
t
Segnale ricostruito
X(t)
0
Frequenza di campionamento accettabile
X(t)
t
0
t
Frequenza di campionamento non accettabile
5
La conversione digitale - analogica e analogica - digitale
Abbiamo già detto che per convertire un segnale analogico dobbiamo prima
eseguire una operazione di campionamento; essa viene eseguita dal
dispositivo:
Sample and hold
Un sample and hold è costituito da un commutatore e da una capacità.
+
Vin
H
S
-
+
A
Sample and hold
A2
A/D
1
C
Commutazione
Sample/hold
Quando il commutatore si connette all’ingresso (stato di sample),
l’operazionale A1 permette alla capacità di caricarsi il più rapidamente
possibile. Quando la capacità è carica, il commutatore si connette all’uscita
(stato di hold) in modo tale che la differenza di potenziale ai capi del
condensatore venga acquisita dal convertitore . È questa la fase di
mantenimento (hold) in cui il condensatore si deve scaricare il più
lentamente possibile per poter garantire un segnale pressocchè costante in
ingresso all’A/D per tutto il tempo necessario alla conversione; per questo
scopo viene utilizzato l’operazionale A2 che fornisce un’alta impedenza di
scarica della capacità.
I principali parametri che caratterizzano un S/H sono:
Tempo di acquisizione: è l’intervallo di tempo che intercorre tra l’istante
in cui viene dato il comando di sample e quello in cui l’uscita si
stabilizza sul valore corrispondente all’ingresso.
Tempo di apertura: è il periodo di tempo compreso tra l’istante in cui
viene dato il comando di hold e quello in cui il commutatore risulta
completamente aperto.
Errore di amplificazione: rappresenta il rapporto in percentuale tra il
valore in uscita e quello presente in ingresso
Velocità di decadimento: detta anche droop rate, è la velocità con cui si
scarica la capacità sull’uscita durante la fase di hold.
Tempo di mantenimento: è l’intervallo di tempo durante il quale, a
partire dal comando di hold, le variazioni di tensione in uscita dal S/H
rientrano in una fascia di errore minimo ritenuto accettabile.
Hold step: o gradino di mantenimento; rappresenta il salto di tensione in
uscita che si ha quando il commutatore passa dallo stato di sample a
quello di hold.
Il segnale in uscita dal campionatore (sample and hold) viene dato in
ingresso al:
6
Parametri
Convertitore analogico - digitale.
Il compito di questo dispositivo è quello di trasformare il livello di tensione
presente in ingresso in una configurazione numerica corrispondente.
Il numero di configurazioni possibili è strettamente legato al numero di bit
che compongono il dato numerico in uscita dal convertitore (risoluzione) le
Risoluzione
quali, nel caso di n bit, saranno 2 n . Si perviene quindi alla necessità di
rappresentare la grandezza analogica in ingresso, che può assumere tutti i
valori compresi in un intervallo continuo del tipo 0, V fs (dove V fs è il
valore di fondo scala), attraverso un certo numero di configurazioni digitali
ad ognuna delle quali sarà associata una determinata fascia (quanto) di
valori analogici.
Se ad esempio si considera un convertitore A/D a tre bit con Vfs 8 Volt , si
dovrà ripartire l’intervallo di ampiezza 8 Volt tra le 8 configurazioni
possibili con 3 bit, per cui l’intervallo di ingresso verrà diviso in 8 intervalli
V fs 8 Volt
ognuno di ampiezza
1Volt , per cui un qualsiasi valore di
8
2n
tensione compreso, ad esempio, tra 3 e 4 Volt, sarà codificato con la
configurazione 011. È possibile verificare quanto abbiamo appena detto dai
seguenti grafici relativi ad un convertitore A/D a 3 bit:
V0
7
6
5
4
3
Q
2
1
0
t
Grafico sopra riportato: Segnale analogico in ingresso e relativa
quantizzazione (Q è un quanto)
Grafico successivo: Uscita digitale corrispondente
7
Quantizzazione
uscita
digitale
111
110
101
100
011
010
001
000
0
1
2
3
4
5
6
7
Come si vede dai grafici sopra riportati, in questo caso l’errore di
quantizzazione , definito come la differenza tra la risposta reale e quella
ideale, e di 1 Volt.
Infatti nel grafico sopra riportato si vede chiaramente come, ad esempio, ad
ogni valore strettamente compreso tra 0 e 1 viene associata la combinazione
binaria corrispondente a 0; questo significa che il massimo errore che posso
commettere è quello che si verifica quando l’ingresso è di circa 1 Volt, a cui
dovrebbe corrispondere l’uscita ideale 001, e la risposta reale è 000.
Lo stesso ragionamento può essere ripetuto per tutti gli altri intervalli in cui
è stato suddiviso il range di accettabilità del convertitore in base al processo
bi quabtizzazione.
L’errore di quantizzazione si riduce aumentando il numero di bit utilizzati
nella conversione (gli A/D in commercio hanno in genere un numero di bit
compreso tra 8 e 16 ) , oppure stabilendo una diversa corrispondenza tra i
valori analogici e quelli digitali corrispondenti.
Nei grafici successivi si può vedere come, traslando la funzione di
trasferimento del convertitore, e quindi variando la corrispondenza tra i
valori analogici d’ingresso e quelli digitali d’uscita, l’errore di
quantizzazione si riduce.
Infatti in questo caso la combinazione 001 corrisponde all’intervallo di
ingresso ]0,5V ; 1,5V[ per cui, pur continuando ad avere intervalli di
quantizzazione di ampiezza 1Volt, la differenza tra la risposta ideale e
quella reale è 0,5 Volt.
Possiamo quindi affermare che , nell’esempio appena considerato, traslando
la funzione di trasferimento del convertitore l’errore di quantizzazione si
Q
riduce a .
2
8
V
ingresso
analogico
Errore di
Quantizzazione
Parametri
dell’A/D
V0
7
6
5
4
3
Q
2
1
0
Q/2
t
uscita
digitale
111
110
101
100
011
010
001
000
0
1
2
3
4
5
6
7
V
Altri parametri tipici di un convertitore A/D sono:
Risoluzione: è la minima variazione di tensione in ingresso necessaria a
far variare di un bit l’uscita.
Errore di linearità: è la massima deviazione tra il valore teorico e
quello reale.
Tempo di conversione: è il massimo intervallo di tempo che un A/D può
impiegare, nelle condizioni più sfavorevoli, a convertire un valore in
ingresso.
Sensibilità alla temperatura: specifica la variazione dei parametri
caratteristici dell’A/D in base alla temperatura.
9
ingresso
analogico
Conversione digitale analogica
Il segnale digitale in uscita dall’elaboratore ha bisogno di essere trasformato
in un segnale analogico per poter agire sul processo.
L’insieme degli elementi che permettono all’elaboratore di agire su un
processo viene individuato come catena di distribuzione dati:
Amplificatore
Attuatore
di potenza
D /A
S/H
L
E
A
L
T
A
C
B
H
O
R
A
PROCESSO
T
O
R
E
Il latch in ingresso al D/A permette di mantenere stabile la parola digitale
fino alla successiva variazione in modo tale che l’uscita analogica rimanga
costante tra una variazione e l’altra.
L’operazione di trasformazione del segnale digitale in analogico, viene
effettuata da un convertitore digitale analogico, indicato con la sigla D/A, il
cui compito è quello di associare alla combinazione binaria presente in
ingresso una tensione analogica proporzionale in uscita.
I suoi parametri caratteristici sono gli stessi di un A/D, a cui bisogna però
aggiungere un ulteriore elemento di caratterizzazione: i glitch.
I glitch sono delle brusche variazioni della tensione in uscita che si
verificano quando il passaggio tra due successive configurazioni in ingresso
prevede la variazione contemporanea di più bit, che non essendo
perfettamente isotemporali, formano per breve tempo delle combinazioni
non desiderate.
Questo problema può essere risolto collegando in uscita al D/A un sample
and hold che in questo caso funziona come deglitcher.
10
Latch
Parametri del D/A
I glitch
Glossario
Aliasing
è un fenomeno di distorsione del segnale ricostruito che si presenta
quando la frequenza di campionamento fc non è almeno il doppio della
frequenza massima fmax delle componenti del segnale.
Campionamento
consiste nell’individuazione ad intervalli regolari di un numero finito
di valori del segnale analogico. Questi valori sono detti campioni.
Catena di Acquisizione
è l’insieme dei dispositivi necessari alla acquisizione di un segnale
analogico e alla sua trasformazione in segnale digitale che come tale
può essere dato in ingresso ad un calcolatore.
Catena di Distribuzione
è l’insieme dei dispositivi necessari alla trasformazione del segnale da
digitale ad analogico ed al successivo azionamento degli attuatori.
Controllo analogico
è un sistema di controllo realizzato esclusivamente con dispositivi di
natura analogica.
Controllo digitale
è un sistema di controllo in cui oltre a dispositivi analogici è presente
una unità di elaborazione digitale (tipicamente un microprocessore)
delle informazioni acquisite dal processo.
Errore di Quantizzazione
è la differenza tra la risposta reale del convertitore e quella ideale;
esso può essere minimizzato traslando la funzione di trasferimento
del convertitore.
fcmax
è la massima frequenza di campionamento possibile in una catena di
acquisizione in cui il sample and hold impiega un tempo Tacquisizione ad
acquisire il campione, e il convertitore A/D impiega un tempo
Tconversione a convertire il segnale.
Frequenza di
Campionamento
è il numero di campioni individuati nell’unità di tempo; in base al
teorema del campionamento, affinchè l’operazione di campionamento
sia eseguita in modo corretto, essa deve essere almeno il doppio della
massima frequenza presente nel segnale stesso.
Glitch
brusche variazioni della tensione in uscita da un convertitore A/D che
si verificano quando in ingresso si effettua la variazione
contemporanea di più bit.
Latch
dispositivo atto a memorizzare una parola binaria.
Quantizzazione
suddivisione del range di tensione su cui opera un dispositivo in un
dato numero di intervalli la cui ampiezza è detta quanto.
Segnale analogico
è un segnale che varia con continuità all’interno di un determinato
intervallo e come tale può assumere tutti gli infiniti valori compresi in
esso.
Segnale digitale
è un segnale discreto e come tale può assumere solo un numero finito
di valori all’interno di un determinato intervallo. I suoi valori sono
combinazioni numeriche e come tali sono espresse in cifre (digit).
11
Test
1
Un sistema di controllo digitale di processo è formato da:
Solo dispositivi di natura digitale.
Sia dispositivi digitali che analogici
Solo dispositivi analogici.
2
Un sistema di controllo digitale di processo è :
Più veloce di un sistema analogico.
Più preciso di un sistema analogico.
Più flessibile di un sistema analogico.
3
Il segnale analogico dato in input ad un dispositivo A/D è un segnale che:
Assume infiniti valori all’interno di un intervallo illimitato.
Assume infiniti valori all’interno di un intervallo limitato.
Assume un numero finito di valori all’interno di un intervallo illimitato .
4
Un segnale analogico posto in
caratterizzato da:
ingresso ad un convertitore A/D è un segnale
Infinite componenti la cui frequenza risulta inferiore ad una determinata frequenza fmax.
Infinite componenti la cui frequenza risulta superiore ad una determinata frequenza fmax.
Infinite componenti la cui frequenza risulta inferiore al doppio di una determinata
frequenza fmax .
5
Campionare un segnale analogico vuol dire:
Rilevare solo i valori più significativi del segnale.
Rilevare solo i valori estremi del segnale.
Rilevare valori ad intervalli regolari di tempo.
6
Un segnale digitale è per sua natura discreto. Questo vuol dire che:
È un segnale che non assume mai valori troppo alti.
È un segnale che assume un numero finito di valori all’interno di un determinato
intervallo.
È un segnale i cui valori possono essere espressi solo come combinazione di bit.
7
L’intervallo di tempo minimo tra il rilevamento di un campione e il successivo è legato:
Al tempo che impiega il convertitore A/D a convertire il segnale in ingresso.
Al tempo che impiega il sample and hold ad acquisire un campione.
Sia al tempo di conversione dell’A/D che al tempo di acquisizione del S/H.
8
L’aliasing è un fenomeno che si verifica se, detta fc la frequenza di campionamento del
segnale ed fmax la massima frequenza presente nel segnale stesso si ha :
f c 2 f max
f max 2 f c
f c f max
12
9
L’errore di quantizzazione può essere ridotto:
soltanto aumentando il numero dei bit del convertitore.
esclusivamente variando la corrispondenza tra valori analogici e digitali.
Sia aumentando la risoluzione del convertitore che traslando la sua funzione di
trasferimento.
10
Il filtro presente nella catena di acquisizione dati è:
Un filtro passa basso.
Un filtro passa alto.
Un filtro passa banda.
11 Il sample and hold presente nella catena di distribuzione dati serve per:
Campionare il segnale.
Trattenere il segnale.
Effettuare un’azione di filtraggio.
12
Il segnale in uscita da un convertitore D/A è:
Un segnale continuo corrispondente al segnale d’ingresso.
Un segnale discreto.
Un segnale lineare.
13
In un sample and hold il gradino di mantenimento rappresenta:
Il rapporto tra il valore di uscita e quello di ingresso.
La differenza tra il valore di uscita e quello di ingresso.
Un salto di tensione in uscita
14
La risoluzione di un convertitore A/D dipende:
Dal livello di tensione in ingresso.
Dal numero di bit con cui viene rappresentato il segnale d’ingresso
Dal tempo di conversione del dispositivo.
15
Un multiplexer analogico è un dispositivo che:
Convoglia più segnali analogici d’ingresso in un’unica uscita.
Convoglia più segnali digitali d’ingresso in un’unica combinazione digitale d’uscita.
Trasforma i segnali analogici in ingresso in segnali digitali.
16
La tecnica TDM consiste :
Nella ripartizione temporale di un unico canale.
In una multiplazione in frequenza dei vari segnali.
In una traslazione della banda passante del segnale.
13
Soluzioni
1
Risposta esatta: b)
In un sistema di controllo digitale il dispositivo di elaborazione digitale, tipicamente un
microprocessore, sostituisce solo i dispositivi di comparazione e regolazione analogici
presenti in un sistema di controllo analogico.
2
Risposta esatta: c)
Un sistema di controllo digitale è più flessibile di un sistema analogico in quanto è in grado di
realizzare diversi algoritmi di controllo senza dover ricorrere alla progettazione di hardware
dedicati, ma semplicemente adeguando il software.
3
Risposta esatta: b)
Un segnale analogico dato in ingresso ad un dispositivo varia all’interno di un intervallo del
tipo 0, Vfs dove Vfs rappresenta il valore di fondo scala del dispositivo stesso; in più esso
assume con continuità tutti i valori contenuti in tale intervallo.
4
Risposta esatta: a)
Infatti la presenza di un filtro passa basso posto a monte del sample and hold, ci garantisce
che tutte le componenti del segnale in ingresso al S/H stesso abbiano una frequenza inferiore
alla frequenza di taglio del filtro.
5
Risposta esatta: c)
Infatti il campionamento di un segnale prevede il rilevamento periodico dei valori del segnale
effettuato ad intervalli regolari di tempo . Se Tc è il periodo di campionamento, la frequenza
1
di campionamento fc sarà: f c
.
Tc
6
Risposta esatta: b)
Infatti un segnale discreto è un segnale che assume solo un numero finito di valori in un
determinato intervallo, ma questo non vuol dire che il segnale debba essere di natura binaria.
7
Risposta esatta: c)
Infatti non è possibile rilevare un nuovo campione prima che il S/H abbia acquisito e
stabilizzato in uscita il valore campionato e che il convertitore A/D l’abbia convertito nella
configurazione numerica corrispondente. Per questo motivo, detto Tmin l’intervallo di tempo
minimo tra due campioni si ha: Tmin Tacquisizione Tconversione .
8
Risposta esatta: a)
Infatti solo se , detta fc la frequenza di campionamento e fmax la massima frequenza presente
f c 2 f max sono verificate le condizioni del teorema del
nel segnale stesso, si ha
campionamento e il segnale campionato può essere ricostruito correttamente.
14
9
Risposta esatta: c)
Infatti l’errore di quantizzazione, definito come differenza tra la risposta ideale e quella reale,
si riduce aumentando il numero di bit utilizzati nella conversione, oppure stabilendo una
diversa corrispondenza tra i valori analogici e quelli digitali, cioè traslando la funzione di
trasferimento del convertitore.
10
Risposta esatta: a)
Infatti il suo compito è quello di eliminare tutte le componenti del segnale con frequenza
superiore alla frequenza di taglio ft = fmax in modo tale che sia possibile un campionamento
corretto.
11
Risposta esatta: c)
Infatti la non perfetta contemporaneità di variazione di stato dei commutatori in ingresso al
D/A ,nel passaggio tra una configurarione da convertire e l’altra, causa in uscita la comparsa
di brevi impulsi detti glitch. Ora il sample and hold in uscita al D/A è collegato al controllo
del latch in modo tale che il circuito di S/H viene messo in hold mode, appena viene
aggiornata la parola in ingresso al convertitore.
L’uso del sample and hold come deglitcher non è sempre necessario in quanto a volte è
l’attuatore che, a causa della sua inerzia, funziona da filtro passa basso.
12
Risposta esatta: b)
Infatti il segnale in uscita da un convertitore D/A è ancora una grandezza essenzialmente
discreta nel senso che, a transitori esauriti, presenta in uscita solo un numero limitato di valori
pari al numero di combinazioni possibili in ingresso.
13
Risposta esatta: b)
Il gradino di mantenimento rappresenta il salto di tensione in uscita da un S/H che si ha
quando il commutatore passa dallo stato di sample a quello di hold.
14 Risposta esatta: b)
La risoluzione di un convertitore A/D dipende dal numero di bit con cui viene rappresentato il
V fs
segnale d’ingresso; infatti essa è data dal rapporto
dove n rappresenta il numero di bit
2n
del convertitore.
15 Risposta esatta: a)
Il multiplexer analogico inserito nella catena di acquisizione dati, viene utilizzato per il
controllo di un processo in cui ci sono più grandezze fisiche da controllare
contemporaneamente. Ora, poiché per ogni grandezza fisica di natura diversa c’è bisogno di
un apposito trasduttore, e quindi di un amplificatore e di un filtro dedicato, ci saranno tanti
segnali quante sono le grandezze fisiche in gioco che vengono convogliati in ingresso al mux
che ha il compito di ripartire l’uscita tra i vari segnali analogici in ingresso.
15
15 Risposta esatta: a)
La tecnica TDM, time division multiplexing, ripartizione temporale di un’unica risorsa di un
sistema tra più tra più processi che ne richiedono l’uso. Questa tecnica, che qui è usata per
ripartire l’uscita del multiplexer tra i vari segnali analogici in ingresso, viene anche usata per
ripartire un unico canale di trasmissione tra più stazioni trasmittenti connesse; essa consente
una contemporaneità di trasmissione che è solo apparente, ma che permette di gestire sia
segnali di tipo analogico che digitale.
16
