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- Emilia Basile
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1 1/20 Segnali Analogici e Digitali Franco Moglie Istituto di Elettromagnetismo e Bioingegneria Università Politecnica delle Marche Ultimo aggiornamento: 15 gennaio 2005
2 2/20 GNU Free Documentation License Copyright Franco Moglie Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.2 or any later version published by the Free Software Foundation; with no Invariant Sections, no Front Cover Texts, and no Back Cover Texts.
3 3/20 Esempi di Segnali Segnali analogici t Segnali numerici (digitali) T (tempo di simbolo) t
4 4/20 Segnali Analogici Radio terreste TV terreste Telefonia fissa (casa centrale) Digitali Radio e TV satellitari Telefonia mobile e fissa Segnali Musicali (escludendo i vecchi dischi di vinile) Computer
5 5/20 Tipi di Segnali I fenomeni naturali di tipo macroscopico che ci interessano (escludiamo quelli a livello atomico) sono di tipo analogico La maggior parte dei segnali sono di tipo digitale Perché? Con i circuiti elettronici è facile fare la suddivisione in livelli discreti Si hanno dei vantaggi sulla qualità del segnale Si hanno dei vantaggi economici
6 6/20 Rumore su un Segnale Analogico
7 7/20 Rumore su un Segnale Digitale
8 8/20 Effetto del Rumore su un Segnale Un segnale analogico è sempre deteriorato dal rumore Un segnale digitale non è sensibile al rumore fino a che non fa cambiare il valore di un bit
9 Caratterizzare il Disturbo Per i segnali analogici si usa il rapporto segnale rumore S/N. Esso è la potenza del segnale diviso la potenza del rumore Per i segnali digitali si usa la probabilità di ricevere un bit errato, cioè la probabilità che si sia trasmesso un simbolo e se ne riceva un altro La Probabilità è 0 p 1. 0 è l'evento impossibile ed 1 è l'evento certo La p E deve essere molto bassa Dal rapporto S/N si può determinare la p E 9/20
10 Segnali nel Domino del Tempo e nel Dominio della Frequenza s(t) Prendiamo ad esempio un segnale sinusoidale: cos( 0 t) nel tempo S( ) t in frequenza /20
11 Dualità Tempo Frequenza s(t) Prendiamo ad esempio due segnali sinusoidali: cos( 0 t) e cos(3 0 t) nel tempo S( ) t in frequenza /20
12 12/20 Dualità Tempo Frequenza Aumentando la velocità di variazione di un segnale nel tempo aumenta la frequenza di un segnale Se la frequenza di un segnale aumenta, aumenta anche la velocità con la quale il segnale varia nel tempo
13 13/20 Altri Esempi di Segnali s(t) S( ) t
14 Banda di un Segnale Un segnale può avere contributi per più frequenze Il segnale nel dominio della frequenza può essere continuo o discreto Idealmente alcuni segnali si potrebbero estendere su tutto l'intervallo delle frequenze In pratica al di fuori di un certo intervallo i contributi in frequenza sono trascurabili Questo intervallo è la banda del segnale 14/20
15 15/20 Banda di un Segnale Nell'ipotesi che sia presente un contributo alle basse frequenze, aumentando la velocità di variazione di un segnale aumenta la banda L'occupazione in banda di un segnale è legata al costo per trasmettere il segnale
16 16/20 Conversione A/D e D/A di un Segnale A/D D/A I segnali sono trasmessi in modo digitale Noi percepiamo ed emettiamo segnali analogici E` necessario convertire un segnale da analogico a digitale e viceversa
17 /20 Campionamento di un Segnale s(t) Per la conversione da analogico a digitale si prendono dei campioni dei segnali in istanti temporali t
18 /20 Campionamento L'intervallo con cui sono presi i campioni dipende dalla velocità di variazione temporale del segnale L'intervallo dipende quindi dalla massima frequenza del segnale (dalla banda del segnale) Il teorema del campionamento dice che il tempo di campionamento deve essere minore od uguale a due volte l'inverso della frequenza massima del segnale Tc 1/2f M
19 /20 Quantizzazione e Codifica Per completare la trasformazione di un segnale da analogico a digitale il segnale campionato va quantizzato su un numero finito di livelli Infine il segnale quantizzato va codificato a seconda dello standard richiesto
20 /20 Modulazione di un Segnale Segnali in banda base Segnali in banda modulata Un segnale si trasla in banda per poter essere trasmesso insieme ad altri Modulazioni analogiche e digitali Qualità del segnale in funzione del tipo di modulazione
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