Elettronica_Oggi_443

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21 - ELETTRONICA OGGI 443 - MARZO 2015
range dinamico. Per esempio, sono già stati svilup-
pati convertitori in grado di raggiungere una velo-
cità di campionamento pari a 64 GS/s, quindi con
ampiezza di banda istantanea di 32 GHz. Dispositivi
di questo tipo, se producibili in volumi, porterebbe-
ro all’eliminazione dell’operazione di conversione
verso il basso (downconversion) del segnale ana-
logico fino a una frequenza di 32 GHz, entro quindi
la regione delle onde millimetriche. Per contro, il
numero effettivo di bit sarebbe probabilmente pari
a 5,8 a 10 GHz e a frequenze più elevate potrebbe
diminuire drasticamente, mentre il range dinami-
co dovrebbe attestarsi intorno a 43 dB. A livello di
dispositivi di laboratorio, questi numeri sono de-
cisamente interessanti. Per applicazioni pratiche,
invece, è necessario un incremento in termini sia
range dinamico sia di ENOB.
Per qualsiasi tipo di convertitore, il numero di bit
di risoluzione influenza in larga misura il livello di
accuratezza con il quale il dispositivo è in grado
di rappresentare il segnale di ingresso. L’ENOB
rappresenta un mezzo semplice per “riassumere”
le prestazioni complessive di un convertitore A/D,
con particolare riferimento all’accuratezza del di-
spositivo in corrispondenza di specifici valori di
frequenza e velocità di campionamento. Sfortuna-
tamente, all’aumentare della frequenza il numero
effettivo di bit diminuisce a causa della presenza di
fenomeni di rumore e distorsione, con conseguen-
te diminuzione del rapporto tra segnale e rumore
(SNR) che, a sua volta, si traduce in un’ulteriore
diminuzione dell’ENOB (a causa della stretta cor-
relazione che intercorre tra questi due ultimi para-
metri). Il termine ENOB può generare confusione in
quanto esso può riferirsi ai bit di risoluzione che il
convertitore A/D è in grado di garantire, come pure
al numero totale “effettivo” di bit che si ottengono
quando il convertitore è integrato all’interno di un
sistema. L’ENOB del singolo dispositivo è sempre
maggiore rispetto a quello ottenibile quando il di-
spositivo è incluso in un sistema. Per lo scopo di
questo articolo, ha senso utilizzare l’ENOB a livello
di singolo dispositivo.
Poiché nei dispositivi di conversione il range di-
namico rappresenta la larghezza delle ampiezze
del segnale espressa in decibel che il dispositivo
è in grado di risolvere, esso rappresenta un para-
metro essenziale in applicazioni di comunicazione,
EW, radar e comunque laddove l’intensità di un se-
gnale varia rapidamente, spesso su un intervallo
molto esteso. Maggiori sono i numeri, migliori sono
le prestazioni. ENOB, range dinamico, velocità di
campionamento e ampiezza di banda sono, nel loro
complesso, i parametri che permettono di definire
le prestazioni. Le prestazioni conseguibili alle fre-
quenze più elevate e negli ambienti operativi più
severi determinano la possibilità di identificare un
segnale in ambienti rumorosi, ad alta densità spet-
trale, e di individuarne le caratteristiche in maniera
precisa.
In definitiva, la domanda da porsi è se l’adozione
della conversione “direct-to-digital” segni la fine
dei downconverter a microonde. Ciò è già avve-
nuto nella parte più bassa della regione delle mi-
croonde. Per le frequenze più elevate, invece, ci
vorranno ancora molti anni prima che sia possibile
effettuare una conversione diretta (a una frequenza
ad esempio di 40 GHz) preservando nel contempo
le caratteristiche chiave. La conversione non è il
solo elemento da tenere in considerazione. Elevate
velocità di conversione generano grandi quantità
di dati in tempi estremamente brevi e richiedono
risorse di elaborazione in grado di gestire i co-
siddetti “big data”, che richiedono più hardware,
spazio e potenza rispetto alle reali esigenze di un
utilizzatore medio. Questo traguardo, un giorno o
l’altro, sarà raggiunto.
Ulteriori informazioni sono disponibili nella sezio-
ne “Applications & Technologies” del sito web di
Mouser:
MOUSER ELECTRONICS
Fig. 2 – Scheda di valutazione del convertitore analogico-
digitale (ADC) duale a 14 bit AD9250 di Analog Devices