GLI STRUMENTI DIGITALI
Caratteristiche strutturali

- Tempo di conversione
- Ottimizzazione delle tensioni


TEMPO DI CONVERSIONE

Il convertitore ha bisogno di un certo intervallo di tempo per espletare l'operazione di conversione: tale intervallo è appunto detto tempo di conversione.
Il problema risiede nel fatto che il convertitore ha bisogno che per tutta la durata della conversione la tensione in ingresso si mantenga costante: infatti se questo non si verifica il processo di conversione porta a degli errori.
Se supponiamo che il tempo di conversione del nostro strumento sia di 10 s, la misurazione della variazione della temperatura della nostra stanza non comporterà alcun problema in quanto in quell'intervallo di tempo la temperaturà non subirà di certo una variazione significativa, mentre possono sorgere dei problemi se vogliamo misurare una grandezza che vari molto più rapidamente.
In questi casi si ricorre ad uno stratagemma che consiste nell'inserire, prima del convertitore, un dispositivo detto di
sample and hold (S/H) grazie al quale si riesce a mantenere costante il valore della tensione per la durata della conversione ed evitare che il convertitore dia dei risultati errati.

In questo modo, la successione di componenti all'interno di uno strumento digitale diventa la seguente:

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OTTIMIZZAZIONE DELLE TENSIONI

Osserviamo che il convertitore analogico-digitale non è uno strumento universale in grado di convertire in forma digitale qualsiasi tensione: ci sono alcuni convertitori che trasformano tensioni tra 0V e 5V, mentre altri lavorano con tensioni comprese tra 0V e 2.5V.
D'altra parte è possibile che, considerato un trasduttore, questo dia in uscita una tensione diversa da zero (ad esempio 1V) quando la grandezza in esame assume il suo valore minimo e che quando la grandezza assume il suo valore massimo dia in uscita una tensione differente dal valore massimo di tensione accettata dal convertitore (ad esempio 4V).

Si potrebbe allora pensare che, se si ha un convertitore che lavora nell'intervallo 0-5V, non vi siano problemi in quanto le tensioni in uscita dal trasduttore cadono entrambe all'interno dell'intervallo di lavoro del convertitore: questo è vero, però si sfrutterebbe solo una parte della dinamica del convertitore.
Può allora essere necessario introdurre un circuito di condizionamento del segnale che abbia la caratteristica di far sì che la tensione corrispondente al valore minimo della grandezza venga trasformata nella tensione minima del convertitore e allo stesso modo, in corrispondenza al valore massimo assumibile dalla grandezza, si abbia la tensione massima di ingresso al convertitore.
In altre parole questo circuito deve fare in modo che l'intervallo di variazione delle tensioni del trasduttore coincida con quello del convertitore al fine di sfruttare appieno la dinamica del convertitore stesso.

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Il convertitore A/D