Appunti: convertitore analogico digitale

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Introduzione

Cari lettori e lettrici, oggi parleremo di come utilizzare (e di quale è la sua utilità) un convertitore analogico digitale. Dovete sapere, infatti, che cogliere la differenza tra grandezza digitale e quella analogica, oggigiorno, è diventato praticamente impossibile. Tutto questo in quanto, adesso, col fatto che è presente sempre più la tecnologia, tutto è riprodotto in una maniera totalmente digitale. Ecco perché vedremo oggi appunti del convertitore analogico digitale che, appunto è il circuito che effettua praticamente questa conversione. Mettiamoci dunque al lavoro!

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Differenze dei segnali

Vedremo innanzitutto le differenze principali tra segnale analogico e segnale digitale:
- un segnale analogico, nel suo cambiamento, presenta un infinità di numeri e di valori;
- al contrario, un segnale digitale può assumere soltanto determinati valori che dipendono dal tipo di tecnologia digitale che si sta utilizzando nel dato momento.
Per poter far in modo che si digitalizzi un segnale analogico dovrà essere necessario dividerlo in quelli che vengono solitamente definiti come degli "intervalli di valore". Questa operazione è chiamata "quantizzazione" ed è necessaria perché, detto in parole molto semplici, vi permette di passare da un infinito numero, ad un finito numero di valori. Ogni intervallo dei valori di segnale è chiamato "fascia di quantizzazioni", ed occorre che tutte le fasce abbiano la grandezza uguale. La qualità della conversione, aumenta quando aumenta anche la risoluzione: ovvero all'aumentare del numero di fasce di quantizzazione usate.

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Digitalizzazione

Per poter digitalizzare in maniera totalmente corretta quello che è un segnale analogico, sarà necessario quindi fare un campionamento: questo, in poche parole, significa acquisire il segnale analogico in un momento ben specifico. Per la ricostruzione del segnale esatto non servirà altro che la frequenza del campionamento sia esattamente doppia rispetto alla massima frequenza variata del segnale da convertire, questo secondo il famoso ed utile teorema di "Shannon". Mentre, per fare la corretta conversione dei segnali molto veloci, si userà un circuito chiamato "Sample Hold", che vi farà mantenere il segnale fisso, da convertire per tutto il tempo della conversione.

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Caratteristiche di un convertitore

Alla fine di questa semplice e breve (ma anche funzionale) guida, dobbiamo ricordare anche che le principali caratteristiche dei convertitori analogici digitali sono principalmente le seguenti:
- la precisione;
- la velocità di conversione;
- la risoluzione usata.
Il convertitore a comparatori o, chiamato anche "flash", è il circuito che, da la possibilità della conversione del segnale ad una velocità elevata. Esso, non richiede perciò l'uso di un circuito chiamato "Sample Hold". Il più grande difetto di questo circuito, è il numero degli amplificatori operazionali che si usano per "N bit" in uscita occorrono 2^(N-1) amplificatori operazionali. Per una maggior risoluzione, si avrà un'elevata complessità del circuito. La conversione, è presente quando verrà inviato il segnale nello stesso tempo, a tutti gli operazionali, che raffigurano le varie fasce di quantizzazione, in configurazione di un comparatore.

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