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ELETTRONICA OGGI 502 - MAGGIO 2022 40 ANALOG ANALOG DESIGN Progettazione analogica: l’ingrediente chiave per “alimentare” il mondo digitale Milan Ivkovi ć ć Director Segment Analog/Power & Technical Support Center Manager EBV Elektronik Questo articolo si concentrerà sull’importanza della progettazione e dei semiconduttori analogici. Tratterà alcune delle funzioni circuitali analogiche più utilizzate, tra cui la conversione da analogico a digitale e i moduli di rilevamento È facile pensare che il mondo connesso sia esclusivamente digitale. La verità non potrebbe essere più diversa. Ad esempio, qualsiasi applicazione che si basi su dati ambientali del mondo reale dipende da informazioni di natura analogica. Temperatura, umidità, pressione atmosferica e livelli di luce sono tutti valori analogici. Anchelemisurazioniditensione,correnteeradiofrequenza sono analogiche. Molti circuiti operano in un dominio di segnale analogico omisto: conversione dell’alimentazione CC/CC, moduli wireless, sensori e altro ancora. I segnali analogici vengono convertiti in rappresentazioni digitali così che microcontrollori e microprocessori possano elaborarli in modo efficiente. Tuttavia, quando avviene la digitalizzazione, i segnali analogici possono subire una perdita in termini di risoluzione e fedeltà. Alcuni circuiti integrati a semiconduttore funzionano esclusivamente nel dominio analogico; esempi includono gli amplificatori operazionali (opamp – operational amplifiers), i moduli di conversione di potenza e i ricetrasmettitori wireless. Questo articolo si concentrerà sull’importanza della progettazione e dei semiconduttori analogici. Tratterà alcune delle funzioni circuitali analogiche più utilizzate, tra cui la conversione da analogico a digitale e i moduli di rilevamento. Il mondo è analogico I moderni sistemi di automazione industriale e di controllo dei processi devono garantire elevati livelli di efficienza operativa alle fabbriche e agli impianti di produzione. I sistemi di monitoraggio e controllo ricevono un flusso costante di dati dalle risorse manifatturiere, come motori e attuatori. I circuiti di acquisizione ed elaborazione del segnale analogico svolgono funzioni vitali nei loop di controllo critici. Modifiche improvvise o a lungo termine dei dati rispetto ai valori di riferimento predefiniti permettono di allertare i responsabili di stabilimento di un potenziale guasto imminente. I dati vengono raccolti utilizzando una varietà di sensori, dai semplici rilevatori di temperatura ai più sofisticati sistemi microelettromeccanici (MEMS). Le misurazioni effettuate riguardano parametri analogici, ad esempio la temperatura espressa in gradi centigradi (°C), le vibrazioni in metri al secondo2 (m/s 2 ) o le pressioni in Pascal (Pa). Conversione da analogico a digitale; una questione di praticità L’elaborazione, la manipolazione e l’interpretazione dei dati misurati avvengono nel dominio digitale utilizzando dispositivi di elaborazione quali microcontrollori,