t<wi;,. )[Cji m!il rendimento 2 3 Acquisizione e conversione D acciamo il punto Gli ADC D acciamo il punto Sintesi globale DAC e ADC 1 53

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1 rendimento 2 2 Generatori di forme d'onda l multivibratori 1 l multivibratori 16 2 Astabili con operazionali 16 3 Monostabili con operazionali 20 4 Generatore di onde quadre e triangolari 21 D acclamo il punto l multivibratori 25 con gli operazionali 5 Astabili a BJT 26 6 Multivibratore astabile con porte logiche 29 Analisi teorica del circuito 30 7 Multivibratore astabile con trigger di Schmitt 32 8 Monostabili a porte logiche 32 9 Lintegrato Uso del 555 come monostabile 35 Uso del555 come astabile 36 D acclamo il punto li timer @;11\i[{;l Test Problemi svolti Problemi da svolgere 39 - Realizziamo un generatore di funzioni, 24 Un temporizzatore per le luci delle scale, 37 Gli oscillatori sinusoidali 1 Il principio di funzionamento 2 Gli oscillatori sinusoidali per bassa frequenza 3 Un oscillatore di Wien 4 Oscillatore a sfasamento 5 Oscillatore in quadratura D acclamo il punto Gli oscillatori in bassa frequenza 6 Oscillatori sinusoidali per alta frequenza D acclamo il punto Gli oclllatori in alta frequenza 7 Stabilità in frequenza degli oscillatori 8 Oscillatori al quarzo 9 Astabili al quarzo A Laboratori integrativi 22A4 L'astabile a 8JT 22A5 Uso dell'integrato ICL A1 L'integrato ICL A2 l circuiti PLL 228 Approfondimenti 2281 La rete sfasatrice 2282 Gli oscillatori a tre punti 7

2 rendimento 2 3 Acquisizione e conversione Trasduttori e condizionamento dei segnali parte prima 1 Nozioni di base 2 Classificazione dei trasduttori 3 l parametri caratteristici dei trasduttori 4 Scala e offset nel condizionamento di un trasduttore analogico 5 Trasduttori di temperatura Termoresistenze Condizionamento del segnale Resistori NTC e PTC Sensori di temperatura a giunzione semiconduttrice Sensori di temperatura integrati 6 Trasduttori fotoelettrici Dispositivi fotoemissivi Cellule fotovoltaiche Elementi fotoconduttori 7 Trasduttori estensimetrici Celle di carico Sensori di pressione l 01 Generazione di forme d'onda arbitrarie çon il microcontrollore PIC16F84A, 119 Conversione A/D 1 La distinzione da analogico a digitale 2 L:errore di quantizzazione come rumore 3 Principio di funzionamento degli ADC 4 Il convertitore parallelo (flash) 5 ADC ad approssimazioni successive 6 Gli ADC a integrazione 7 L:interfacciamento di un ADC a un sistema a bus 8 Il numero effettivo dei bit di un ADC: I'ENOB 9 La conversione A/D e il problema dell'acquisizione di grandezze variabili nel tempo Il teorema del campionamento dishannon L'uso del samp!e & ho/d (S&H) D acciamo il punto Gli ADC o La modulazione Sigma-Delta 151 Conversione D/A 1 La distinzione fra analogico e digitale 2 L:errore di quantizzazione 3 La conversione da digitale ad analogico 4 l principi fisici della conversione D/ A 5 l parametri della conversione D/ A D acciamo il punto 1 DAC L:interfacciamento di un DAC a un sistema a bus Le possibili architetture dei convertitori D/A 116 Un esempio elementare: il DAC a resistori pesati 11 6 Convertitori con rete a scala R-2R Convertitore D/ A National DAC Convertitore D/ A Analog Devices AD Moltiplicatore a 2 quadranti 122 Moltiplicatore a 4 quadranti #;@11;1 Test Problemi svolti Problemi da svolgere 126 D acciamo il punto Sintesi globale DAC e ADC Struttura complessiva di un sistema di elaborazione e/o trasmissione digitale di un segnale analogico: tecniche PCM e DSP 154 Trasformata discreta di Fourier Convertitore A/D National ADC Convertitore A/D National ADC Convertitore seriale multicanale a 12 bit MAX Convertitori a doppia rampa 3 l /2 digit ICL71 06 e ICL Convertitore A/D a doppia rampa CA ) l circuito del S&H, 149 Un semplice voltmetro, 157 Il progetto di uno strano ADC, 166 l circuiti dei blocchi funzionali del precedente ADC, 168 t<wi;, )[Cji m!il Trasduttori e condizion~'~::to dei 8

3 23A Approfondimenti 23A 1 Ponte resistivo linearizzato 23A2 Analisi dello sbilanciamento del ponte 23A1 l parametri caratteristici del trasduttori - Cause di errore 23A2 TC7 4, un trasduttore di temperatura digitale 23A3 Il protocollo 1 2 C 238 Laboratori integrativi 2383 Uso del convertitore AD Parametri per la valutazione di un DAC 2382 La rete R-2R 23C Approfondimenti 23C1 Il registro ad approssimazioni successive 23C2 l limiti dovuti al tempo di conversione Laboratori integrativi 23C4 Simulare un AOC ad approssimazioni successive 23C5 Analisi dinamica del MAX147 23C6 lnterfacciamento di un convertitore ADC0816/ 17 23C7 lnterfacciamento del convertitore A/D MAX147 a un PC via porta parallela 23C8 Un esempio di trasmissione seriale con sincronismo di trama 23C1 Parametri per la valutazione di un ADC 23C2 Il teorema del campionamento di Shannon 23C3 La scelta della frequenza di campionamento e il dimensionamento del filtro antialiasing in un sistema di conversione A/D 23C4 Switch e multiplexer analogici 23C5 Registri e collegamenti della porta parallela (bidirezionale) 23C6 La porta seriale del PC 23D Teoria, test e problemi Approfondimenti 23D1 Analisi del convertitori V/1 23D2 Analisi del convertitore VII bidirezionale rendimento 2 4 Mezzi trasmissivi strutturato 1 Introduzione 2 Le linee di trasmissione 3 L:analisi a costanti distribuite 4 Le caratteristiche de lla linea 5 Limiti per l'analisi a costanti concentrate e a costanti distribuite 6 Linea chiusa con il carico : adattamento e riflessione 7 Onda stazionaria 8 Linee ad alta frequenza 9 Cablaggio strutturato 10 Unità assolute e relative Equivalente di trasmissione D acciamo il punto cavi e cablaggio strunurato i@;liiw!;i Test Problemi svolti Problemi da svolgere 202 Il vuoto e le antenne 1 Le onde elettromagnetiche 206 La propagazione nell'atmosfera 2 Le anten ne 3 Il collegamento tra antenne 4 L:antenna parabolica D acciamo il punto Il vuoto e le antenne i@ ;li Test Problemi svolti Problemi da svolgere Fibre ottiche Introduzione La luce La fibra ottica Le caratteristiche della fibra Dispersione moda/e Dispersione cromatica Banda passante Ulteriori note sulle prestazioni delle fibre ottiche l dispositivi ottici Il collegamento in fibra ottica l sistemi in fibra ottica ad alta capacità l sistemi DWDM

4 L'amplificatore ottico 8 Il cablaggio strutturato in fibra ottica D ace i amo il punto Fibre oniche A 24A1 Linee ad alta frequenza: i parametri S 24A2 Linee ad alta frequenza: il diagramma di Smith 248 Scheda integrativa 2481 L'antenna Yagi 24C Scheda integrativa 24C1 Il laser u nità di a rendimento 2 5 Modulazioni 1 La modulazione La modulazione d'ampiezza (AM) Lo spettro del segnale modulato AM La demodulazione con demodulatore a inviluppo La demodulazione coerente La potenza nella modulazione d'ampiezza 257 Tecnica DSB-SC 257 Tecnica DSB-TC La tecnica SS B La tecnica con portanti in quadratura (QAM) Lo spettro del segnale modulato FM FM a banda stretta (NBFM) FM a banda larga (WBFM) FM con modulante non stl?usoidale 5 La potenza del segnale modulato FM 6 La modulazione di fase (Phase Modulation PM) 7 Lo spettro del segnale modulato PM 8 Confronto tra modulazioni angolari FM e PM D ace i amo il punto Modulazioni angolari i@;l!'lwfl Test Problemi svolti Problemi da svolgere 277 D acciamo il punto Modulazione d'ampiezza 261 (AMI l@;li$[11;1 Test Problemi svolti Problemi da svolgere 262 Modulazioni 1 Le modu lazioni angolari 2 La modulazione di frequ enza (FM) 3 Lindice di modulazione La trasmissione di segnali multipli 2 La multiplazione a divisione di frequenza (FDM) 3 La gerarchia del sistema FDM telefonico 4 Segnali multipli FDM rad io i@;@[if;l Test A Scheda integrativa 25A1 Principio di funzionamento dei modulatori AM 258 Scheda integrativa 2581 Il demodulatore di frequenza a PLL 10

5 rendimento 2 6 Trasmissione digitale 1 l vantaggi della trasmissione digitale Le modulazioni digitali Il segnale campionato a impulsi (PAM) La codifica multilivello Il segnale a impulsi codificati (PCM) La modulazione ASK t:errore di quantizzazione La modulazione FSK La quantizzazione logaritmica La modulazione PS K La multiplazione a divisione 6 La modulazione QAM 317 di tempo (TDM) La modulazione Trellis Le gerarchie di multiplazione Parametri e prestazioni delle modulazioni digitali 320 D acciamo Il punto PCM e mulliplazlone TDM 303 D acciamo il punto Modulazioni digitali 322 i@;li\bt{;l Test Problemi svolti Problemi da svolgere 304 i@;li'à[ltj Test Problemi svolti Problemi da svolgere A 26B rendimento 2 7 Prestazioni dei sistemi analogici e digitali Il rumore negli amplificatori 1 Tipologie di rumore Rumori da interferenze Come contenere i disturbi da interferenze 330 Cavi attorcigliati 33 O Schermatura 331 Banda passante Rumori provenienti dall'alimentazione 332 Come ridurre questi disturbi Rumori di tipo stocastico 334 Rumore dei resistori 335 Banda di rumore Il rumore stocastico nei quadripoli: il caso dei transistor 338 Rumore short Rumori negli amplificatori operazionali L:amplificatore per strumentazione 343 1@;]!'4[t(;l Test 346 twf~\~'@ii1!9 Il canale analogico : ; ~: :: ::: nelle telecomunicazioni twfii\-a<jitil!9 Il canale digitale 'r::~~:(l:; : - -- nelle telecomunicazioni 27À 27B Teoria, test e problemi Laboratorio integrativo 2781 La misura della distorsione armonica 2 7C Teoria, test e problemi 27C1 ISI: condizioni di Nyquist 27C2 Legame BER e S/ N Laboratorio integrativo 27C1 Creazione dei codici di linea 11

6 rendimento 2 8 La retroazione negativa La retroazione 1 Premessa Le configurazioni fondamentali degli amplificatori retroazionati o caso: la retroazione serie-serie caso: la retroazione para/le/o-parallelo caso: la retroazione serie-parallelo caso: la retroazione parallelo-serie Effetti della retroazione negativa sulle resistenze di ingresso e di uscita 358 Resistenza di ingresso con confronto in corrente 358 Resistenza di ingresso con confronto in tensione 359 Resistenza di uscita con comando in tensione 360 Resistenza di uscita con comando in corrente 361 D acciamo il punto Le possibili configurazioni 362 degli amplificatori operazionali 4 Effetti della retroazione negativa sulla banda passante 364 Amplificatore con funzione di trasferimento con un solo polo 364 Amplificatore con funzione di trasferimento con uno zero nell'origine e un polo 365 Amplificatore del tipo passa-banda 366 Realizziamo un mixer audio, 348 Lo stadio di ingresso a risposta piatta del mixer, 357 Lo stadio miscelatore e quello di uscita del mixer, 363 Lo di ingresso per testine magnetiche e il controllo di toni del mixer, 367 Retroazione e stabilità 28A 28A1 Analisi degli amplificatori retroazionati 28A2 Retroazione negativa in continua e in alternata 28A3 La retroazione nelle applicazioni audio 28B Teoria, test e problemi Scheda integrativa 2881 Tecniche di compensazione in frequenza negli operazionali rendimento 2 9 La teoria dell'informazione rendimento 3 O Filtri attivi Filtri 12

7 ~ Indice Lezioni Multimediali La condizione di Barkhausen 2 L:oscillatore di Wien 2 La demodulazione coerente 3 Analisi in frequenza dei segnali modulato e demodulato 4 La demodulazione a inviluppo Modulazione a impulsi codificati (PCM) Conversione D/A La conversione D/ A Conversione AID 1 La conversione NO Errore di quantizzazione t:errore di quantizzazione come rumore Teoria e realtà: I'ENOB La conversione di grandezze variabili nel tempo 6 La digitalizzazione delle immagini Modulazione a impulsi codificati (PCM) e multiplazione TDM Campionamento e codifica del segnale 2 Dai bit PCM al segnale analogico 3 Il segnale multiplo a divisione di tempo Campionamento multiplo 4 Esercitazione simulata sul codec telefonico Awio all'esercitazione Raccolta dei risultati (~~t\;i@fi!9 Cavi e cablaggio strutturato 1 Il sistema di trasmissione Il canale ideale 1 Le linee di trasmissione e la propagazione dell'onda 2 La riflessione della linea Ulteriori relazioni riguardanti l'adattamento delle linee 1 La modulazione d'ampiezza Anaksi nel tempo della modulazione d'ampiezza La distorsione 3 Il rumore (f{fj\ nmma 1 Alcune note storiche 2 t:informazione generata da una sorgente discreta: entropia e ridondanza 3 La capacità di un canale Schede di Laboratorio Scheda di laboratorio 22A 1 L'astabile con operazionale 416 Scheda di laboratorio 22A2 Il monostabi!e con operazionale 417 Scheda di laboratorio 22A3 Uso del ::twih,m r!4 Scheda d1 laboratono 22A5 t w::,; Uso de/j'integrato ICL8038 ::fifiikl! 'ir;l!g Scheda d1 laboratono 22A4 ~y,y,:,;; L'astabile a BJT Scheda di laboratorio 23A l!aratura della sonda di temperatura con trasduttore AD Scheda di laboratorio 23A2 Misura di temperatura con LM35 e AD

8 Indice di adattamento/disadattamento di una linea su cavo metallico Scheda di laboratorio 23A3 Termometro da O oca 750 C con AD590 e mydaq Scheda di laboratorio 24C1 Misura sperimentale di collegamento in fibra ottica Scheda di laboratorio 23B1 Analisi sperimentale di un OAC a resistori pesati Scheda di laboratorio 23B2 Analisi sperimentale di un DAC con rete a scala R-2R 435 Scheda di laboratorio 25A1 t~wft ummm Misure sperimentali di segnale AM OSB-TC Scheda d1 laboratorio 23B3 \ \if:; Uso del convertitore AD7845 Scheda di laboratorio 25A2 Analisi in simulazione della modulazione OSB-SC 455 Scheda di laboratorio 23C1 Analisi sperimentale di un ADC di tipo flash 436 Scheda di laboratorio 25A3 Demodulazione di un segnale AM mediante demodulatore a inviluppo Scheda di laboratorio 23C2 Come utilizzare I'ADC di Multisim 437 Voltmetro digitale con AD CO BO l Misure sperimentali su un segnale FM prodotto da un generatore di funzioni 438 ::tw! mnt' 9 Scheda d1 laboratorio 23C4 4,;,:::,:; 461 Scheda di laboratorio 25B2 Simuliamo un ADC ad approssimazioni successive 458 Scheda di laboratorio 25B1 Scheda di laboratorio 23C3 450 Misure simulate su un segnale FM ::swtl umm g 464 Scheda d1 laboratorio 23C5 4,,~,:::;:>' Analisi dinamica del MAX747 lab oratorio 23C 6 ~'\W~iHH~vl!il Sc h ed a d 1 >, w::;' :)1f(;j u!f1if1!4 La misura della distorsione armonica lnterfacciamento di un convertitore ADCOB 76/7 7 mediante porta parallela bidirezionale Scheda d1 laboratorio 27B1 4,,~'' ' -'''' ::f/fitumm!4 Scheda d1 laboratorio 23C7 \~'i'i''' ::::y(t;j af1u!!4 Scheda d1 laboratono 27C1 4,!!:::,, Creazione dei codici di linea lnterfacciamento del convertitore ADIO MAX747 a un Personal Computer via porta parallela ::S:lfii!'umm 4 Scheda d1 laboratorio 23C8 4,(,,:,;::;' Scheda di laboratorio 28A1 Un esempio di trasmissione seria/e con sincronismo di trama Analisi degli effetti della retroazione sulla banda passante :_f[~j m,th 4 Scheda d1 laboratorio 30A1 ~ ):,'!:;' Scheda di laboratorio 24A1 Misura sperimentale del ritardo e della velocità di gruppo di una linea su cavo metallico e della costante dielettrica del cavo Il progetto dei filtri attivi passa-basso del tipo Butterworth 440 Scheda di laboratorio 24A2 Misura delle costanti di attenuazione e di fase di una linea su cavo metallico Scheda di laboratorio 24A3 Analisi simulata delle condizioni Bibliografia, ::sww n mhim 4 Scheda d1 laboratorio 30A2 t~,::,7>' Il progetto dei filtri passa-basso con LabVIEW ::fi{fj l!hif!!#) Scheda d1 laboratorio 30A3 4,,,,::,,, Il progetto dei filtri passa-alto di Butterworth Scheda di laboratorio 30B1 ~:~~~~ilide:tl Verifica sperimentale del teorema di Fourier Indice analitico, 471