Docente: Prof. Giuseppe Fazio Dipartimento di Ingegneria Elettronica

 1. CENNI SU ANALISI DEL SEGNALE:  generalità su: DFT, FFT, risoluzione in frequenza, finestrazione (Hanning, flat top, ecc), medie, auto e cross correlazione, coerenza

             2. Conversione A/D

                -teorema del campionamento, filtro antialiasing, sovracampionamento, noise shaping

                -sistemi di acquisizione, schema a blocchi

                -convertitori A/D, caratteristiche, schemi

                -sample & hold, caratteristiche, schemi, porta di campionamento a diodi,

               -multiplexer, caratteristiche, schemi

                -tipi di convertitore A/D, doppia rampa, approssimazioni successive, flash, convertitori sigma-delta

                -convertitori D/A, caratteristiche, tipi, schemi

                -convertitori tensione frequenza: caratteristiche, schemi

             3. Problemi di interconnessione, richiami sulle linee di trasmissione, fenomeno del ground loop, schema di collegamento tra sorgente e strumento, attenuatori di ingresso, partitori, compensazione

              4. Sorgenti di disturbo, tipi di accoppiamento (tratto di circuito comune, differenza di potenziale tra le terre, accoppiamento dovuto a mutue induttanze, accoppiamento dovuto a capacità parassite, accoppiamento elettromagnetico), tensione di rumore di modo normale e di modo comune, cmr nmr, metodi per ridurre il rumore di modo comune, guardie, metodi per ridurre il rumore di modo normale 

5. Stadi di ingresso, amplificatore operazionale e suo utilizzo, amplificatore per strumentazione I.A., amplificatore chopper, amplificatore ad isolamento, amplificatore a capacità vibrante

            6. Trasduttori, generalità, caratteristiche, prestazioni dinamiche, affidabilità, principi fisici, trasduttori più comuni

                FINALITA'

Scopo del corso è di presentare le problematiche legate ad un sistema di acquisizione e di fornirne la capacità di progettazione.

Sembra superfluo ricordare che gran parte dell'elettronica consiste nel rilevare delle grandezze fisiche e portarle in forma digitale su un sistema di elaborazione. Inoltre mentre sia l'elettronica di consumo che i sistemi di elaborazione prestandosi ad una standardizzazione sono spesso di competenza di grosse ditte estere, i sistemi di acquisizione dovendosi spesso legare alla realtà fisica dei fenomeni da controllare presentano richieste di competenze a livello locale, prestandosi in alcuni casi anche ad essere affrontati senza grossi investimenti iniziali, lasciando così ancora un certo spazio a piccole realtà imprenditoriali. 

Salvo grossolani errori di S/W l'errore che si commette analizzando un sistema è legato esclusivamente all'elettronica dei sistemi di acquisizione.

Scopo del corso è quindi quello di fornire tutti gli elementi utili per dimensionare correttamente una catena di acquisizione con elementi disponibili commercialmente, problema spesso sottovalutato. Lo sviluppo di componenti nuovi rappresenta una parte piuttosto esigua dell'attuale mercato del lavoro ed inoltre richiede ingenti finanziamenti per il suo sviluppo, mentre a causa della crescente automatizzazione è fortemente richiesta proprio l'ingegnere addetto allo sviluppo di sistemi di controllo.

Si è cercato di limitare al massimo l'uso della matematica per mettere in evidenza i fenomeni fisici che devono essere compresi non come un semplice esercizio matematico ed in alcuni casi di sola memoria.

Tipicamente in un sistema elettronico possiamo evidenziare tre sottoinsiemi:

1. l'osservatore a cui e demandato il compito di prelevare le grandezze fisiche del fenomeno da controllare (trasduzione) di condizionarlo analogicamente in modo adeguato (isolamento, amplificazione, linearizzazione, protezione, trasmissione, etc..) e di convertirlo in modo adeguato.
2. il parametrizzatore a cui e demandato il compito di estrarre dai files forniti dall'osservatore dei numeri da cui è più semplice estrarre le informazioni cercate eliminando ove possibile informazioni valori inutili allo scopo prefissato (tutte le trasformate, medie, massimi e minimi, correlazioni etc..)
3. il riconoscitore che partendo dai parametri fornisce lo stato del sistema sotto analisi esso può essere deterministico (soglie, uguaglianze etc.) o statistico (catene Markoviane, Fuzzy logic, reti neurali etc..)

Nel corso viengono quindi illustrati approfonditamente le caratteristiche dell'osservatore e dati dei cenni pratici sulla parametrizzazione allo scopo di meglio comprendere le caratteristiche dei segnali da analizzare.