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COVER STORY muovere eventuali artefatti del segnale ad alta frequen- za dai segnali analogici desiderati, che potrebbero com- promettere l’accuratezza di conversione dell’ADC. Altri componenti di condizionamento del segnale potrebbe- ro limitare l’intervallo di ingresso del segnale analogi- co acquisito per evitare danni all’ADC e potrebbe essere presente un circuito di isolamento per isolare galvanica- mente i sensori dall’ADC o dal DAC. Quando si utilizzano più sensori analogici, l’ingresso all’ADC può essere multiplexato, fornendo un approccio economico alla progettazione di un circuito di controllo. Il progetto potrebbe richiedere un amplificatore a gua- dagno programmabile per adattarsi a diversi intervalli di ingresso analogico da più sensori (Fig. 2). Le funzioni ADCeDACpossono essere progettate utilizzan- do un approccio a componenti discreti. Tuttavia, il metodo più efficiente in termini di tempi di sviluppo e di spazio su PCB consiste nella scelta di un circuito integrato (IC) che ti- picamente include le funzioni ADC o DAC, un multiplexer e alcuni componenti di condizionamento del segnale. Un’introduzione alla conversione da analogico a digitale Le basi della conversione dei dati comportano due pro- cessi distinti, il campionamento e la quantizzazione. Il campionamento avviene in un dominio continuo del tempo e determina il grado di fedeltà con cui il segnale di uscita digitale rappresenta il segnale di ingresso analo- gico. Per i segnali analogici che cambiano lentamente, è sufficiente una bassa velocità di campionamento, ma un segnale di ingresso che cambia rapidamente richiede una velocità di campionamento più alta (Fig. 3). Il campiona- mento si esprime generalmente in termini di numero di campioni al secondo (S/S). In figura 3, a destra, il segnale di ingresso analogico cam- bia molto più rapidamente rispetto alla velocità di cam- pionamento, causando una perdita di precisione nella conversione. La quantizzazione determina il valore analogico per ogni bit digitale. La risoluzione è il secondo attributo fonda- mentale nella scelta di un ADC. Ad esempio, un ADC a 8 bit può rappresentare il segnale di ingresso in 256 livelli, ma un ADC a 16 bit migliora la risoluzione a 65.536 livelli; quindi, ogni bit digitale rappresenta 256 valori analogici rispetto a un ADC a 8 bit. In generale, il caso d’uso deter- mina i criteri di selezione per la risoluzione e la frequen- za di campionamento dell’ADC (Fig. 4). Fig. 2 – Un circuito di controllo completo per la conversione da analogico a digitale con un microcontrollore o microprocessore (Fonte: Analog Devices) Fig. 3 – Impatto della frequenza di campionamento sulla riproduzione di un segnale di uscita digitale (Fonte: Kuphaldt - http://www.ibiblio.org/ ) Fig. 4 – Il processo di quantizzazione determina il valore di ogni bit digitale e la risoluzione dell’ ADC (Fonte: Analog Devices) Fig. 5 – Utilizzo di una stringa di resistori di precisione per creare un partitore di tensione che genera un’uscita analogica a partire da un ingresso digitale (Fonte: Analog Devices) ELETTRONICA OGGI 508 - MARZO 2023 15