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ANALOG/MS ADCS/DACS e DAC ibridi sta gradualmente aumentando. Grazie a que- sta nuova architettura, agli algoritmi di correzione digitale e ad altre tecnologie, vengono sviluppati ADC e DAC ad alta velocità e precisione, in cui larghezza di banda del segnale, prestazioni dinamiche e velocità di interfaccia continua- no a migliorare. Inoltre, il numero di canali, il consumo di energia e l’integrazione continuano a essere ottimizzati, per soddisfare i requisiti delle applicazioni di campiona- mento ad alta velocità e di conversione ad alta precisione. Si ha poi una conversione a bassa latenza dei segnali a banda larga a radiofrequenza (molto usata in radar e sonar). Processo di conversione A/D Il processo di conversione da analogico a digitale prevede essenzialmente quattro fasi principali: Campionamento (sampling): il segnale continuo è tra- sformato in sequenza di valori discreti. Questa fase deve avvenire secondo quanto stabilisce il teorema di Nyquist, ovvero che la frequenza di campionamento superi il doppio della frequenza massima del segnale analogico. In questo modo si garantisce l’integrità dell’informazione originale. La mancata osservanza di questo principio porta alla so- vrapposizione delle componenti di frequenza del segnale campionato provocando il fenomeno dell’aliasing. Nella priatica, la frequenza di campionamento è in genere da tre a cinque volte quella del segnale analogico. Mantenimento (hold): per essere digitalizzato, il segnale analogico istantaneo ottenuto dall’uscita campionata deve essere mantenuto per un certo periodo di tempo. Quantizzazione (quantize): consiste nel rappresentare i valori di campionamento dell’ampiezza continua di un se- gnale analogico utilizzando un numero finito di valori pre- stabiliti prima della codifica. Codifica (encoding): è il segnale di uscita del quantizzatore con un codice binario costituito da un numero specifico di bit per ottenere un segnale digitale. Il metodo di codifica più comune ordina tutti i livelli di quantizzazione in base alla dimensione, assegna un numero intero a ciascun livello e quindi trasforma ogni numero in codice binario. In base ai diversi principi di funzionamento, gli ADC pos- sono essere suddivisi essenzialmente in quattro categorie: Ad approssimazioni successive (SAR): è uno dei tipi più comuni di ADC e utilizza un algoritmo di ricerca binaria per determinare l’uscita digitale. È veloce, preciso e relativa- mente semplice, il che lo rende adatto a molteplici appli- cazioni. Delta-Sigma: impiega una tecnica di modulazione del- ta-sigma per ottenere elevate risoluzione e precisione. È comunemente utilizzato nelle applicazioni audio e presenta un elevato grado di refrattarietà al rumore. Flash: è veloce ed efficiente, ma può essere costoso e com- plesso. Utilizza più comparatori per convertire direttamen- te il segnale analogico in un’uscita binaria. A pipeline: è simile all’ADC flash, ma la conversione è sud- divisa in più fasi, il che consente una maggiore precisione a un costo inferiore. Processo di conversione D/A È il ponte tra il mondo digitale e quello analogico e con- sente di convertire i segnali digitali per essere usati con sistemi ad alta fedeltà, altoparlanti, cuffie o sistemi di comunicazione analogici. Il DAC opera convertendo i se- gnali digitali binari in forme d’onda continue, che posso- no essere anche usate per controllare e misurare sistemi fisici, come motori e sensori. Si compone di cinque parti principali. Ingresso: il DAC riceve il segnale digitale e lo memorizza in un registro digitale. Questo processo, che è general- mente completato da un DSP o da un microcontrollore, elabora il valore digitale per produrre un segnale analo- gico che è proporzionale all’ingresso digitale. Campionamento: viene campionato il segnale digitale in ingresso usando una frequenza di campionamento fissa. Quantizzazione: il segnale digitale campionato è quan- tizzato ed è mappato secondo una serie di numeri interi (bit di risoluzione). Viene poi elaborato per generare una sequenza di impulsi con un’ampiezza che corrisponde al valore del segnale digitale quantizzato di ciascun cam- pionamento. Più sono i bit di quantizzazione maggiore è la precisione di conversione. Generazione di tensione: gli impulsi sono filtrati per eliminare i rumori ad alta frequenza e generare il valore Basso rumore, linearità e gamma dinamica sono i caratteri di distinzione del DAC AD7606B di Analog Devices (Fonte: Analog Devices) ELETTRONICA OGGI 522 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2024 47