AUTRONICA4.1 Autronica LEZIONE N° 4 DistorsioniDistorsioni Frequenze tipiche dei segnali...

AUTRONICAAUTRONICA 4.4.11

AutronicaAutronica

LEZIONE N° 4LEZIONE N° 4• DistorsioniDistorsioni• Frequenze tipiche dei segnali elettroniciFrequenze tipiche dei segnali elettronici• Definizione di “PROGETTO”Definizione di “PROGETTO”• Progetto a livello di sistemaProgetto a livello di sistema• Diagramma di flussoDiagramma di flusso• Progetto a livello di circuitoProgetto a livello di circuito• Diagramma di flussoDiagramma di flusso• Livelli di astrazioneLivelli di astrazione• Sintesi e AnalisiSintesi e Analisi• Strumenti CADStrumenti CAD


RichiamiRichiami

• Segnale analogicoSegnale analogico• Segnale campionato, numerico, digitaleSegnale campionato, numerico, digitale• Errore di quantizzazioneErrore di quantizzazione• Codifica di un segnale numericoCodifica di un segnale numerico• Conversione A to D e D to AConversione A to D e D to A• Tipi di segnali, Tipi di elaborazioneTipi di segnali, Tipi di elaborazione• Classificazione dei Sistemi ElettroniciClassificazione dei Sistemi Elettronici

• In funzione delle applicazioniIn funzione delle applicazioni• In funzione dei tipi di segnali trattatiIn funzione dei tipi di segnali trattati

• Effetti dei disturbi e rumoreEffetti dei disturbi e rumore• Nei sistemi analogiciNei sistemi analogici• Nei sistemi digitaliNei sistemi digitali


DistorsioniDistorsioni

• In un sistema lineare la grandezza di In un sistema lineare la grandezza di uscita deve essere una replica fedele uscita deve essere una replica fedele dell’ingressodell’ingresso– Se l’ingresso è sinusoidale l’uscita deve Se l’ingresso è sinusoidale l’uscita deve

essere sinusoidale con la stessa frequenzaessere sinusoidale con la stessa frequenza

AMPAMPVUVI


Distorsioni 1Distorsioni 1

• Errore di cimatura (Clipping)Errore di cimatura (Clipping)

-1,5000

-1,0000

-0,5000

0,0000

0,5000

1,0000

1,5000

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360



• Errore di attraversamento (Crossover)Errore di attraversamento (Crossover)

-1,5000

-1,0000

-0,5000

0,0000

0,5000

1,0000

1,5000

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360



• Distorsione armonicaDistorsione armonica

-1,5000

-1,0000

-0,5000

0,0000

0,5000

1,0000

1,5000

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360

)3sin()sin(

)sin(

tVDtVHV

tVV

kkU

kI


Tipi di segnaliTipi di segnali

• Il modo di realizzare un sistema Il modo di realizzare un sistema elettronico dipende dalle frequenze elettronico dipende dalle frequenze proprie dei segnaliproprie dei segnali– Sistemi per bassa frequenzaSistemi per bassa frequenza– Sistemi per radio frequenzeSistemi per radio frequenze– Sistemi per onde millimetricheSistemi per onde millimetriche

F

c

F

c

Frequenza

m/s) 10(3 luce della Velocità

ondad' Lunghezza8


Frequenze tipiche di alcuni Frequenze tipiche di alcuni segnalisegnali

• Segnali sismiciSegnali sismici 1 ÷1 ÷ 200 Hz200 Hz• ElettrocardiogrammaElettrocardiogramma 0.05 ÷0.05 ÷ 100 Hz100 Hz• Segnali audioSegnali audio 20 Hz ÷20 Hz ÷ 15 kHz15 kHz• Segnali videoSegnali video 50 Hz ÷ 50 Hz ÷ 4,2 MHz4,2 MHz• Segnali radio AMSegnali radio AM 540 ÷ 540 ÷ 1600 kHz1600 kHz• Segnali radio FMSegnali radio FM 88 ÷ 88 ÷ 106 MHz106 MHz• Video VHFVideo VHF 54 ÷ 54 ÷ 60 MHz60 MHz• Video UHFVideo UHF 470 ÷ 470 ÷ 806 MHz806 MHz• Telefonia cellulare 1Telefonia cellulare 1 824 ÷ 824 ÷ 891.5 891.5

MHzMHz• Video satellitareVideo satellitare 3.7 ÷ 3.7 ÷ 4.2 GHz4.2 GHz• Comunicazioni a microondeComunicazioni a microonde 1 ÷1 ÷ 50 GHz50 GHz


Cosa vuol dire progettare 1Cosa vuol dire progettare 1

• Il progetto ingegneristico è il procedimento di Il progetto ingegneristico è il procedimento di concepire un sistema, un componente; ovvero il concepire un sistema, un componente; ovvero il procedimento per raggiungere gli scopi procedimento per raggiungere gli scopi desiderati. desiderati.

• È un processo di scelta di decisioni (spesso È un processo di scelta di decisioni (spesso iterativo), in cui si applicano sia le scienze di iterativo), in cui si applicano sia le scienze di base che quelle ingegneristiche, per base che quelle ingegneristiche, per trasformare le risorse in modo ottimale per trasformare le risorse in modo ottimale per raggiungere un predeterminato obiettivo. raggiungere un predeterminato obiettivo.

• Tra gli elementi fondamentali del processo di Tra gli elementi fondamentali del processo di progetto ci sono lo stabilire gli obiettivi ed i progetto ci sono lo stabilire gli obiettivi ed i criteri, la sintesi, l’analisi, la costruzione, il criteri, la sintesi, l’analisi, la costruzione, il collaudo e la verifica. collaudo e la verifica.


Cosa vuol dire progettare 2Cosa vuol dire progettare 2

• Il curriculum formativo di un progettista deve Il curriculum formativo di un progettista deve includere la maggior parte delle seguenti includere la maggior parte delle seguenti componenti:lo sviluppo della creatività, l’uso di componenti:lo sviluppo della creatività, l’uso di problemi espandibili, lo sviluppo e l’uso delle problemi espandibili, lo sviluppo e l’uso delle teorie e delle metodologie di progetto, la teorie e delle metodologie di progetto, la formulazione dei passi e delle specifiche di formulazione dei passi e delle specifiche di progetto, la valutazione di soluzioni alternative, progetto, la valutazione di soluzioni alternative, considerazioni sulla fattibilità, conoscenza dei considerazioni sulla fattibilità, conoscenza dei processi produttivi, la progettazione concorrente processi produttivi, la progettazione concorrente e la descrizione dettagliata dei sistemi. e la descrizione dettagliata dei sistemi.

• Inoltre, è essenziale tenere presenti un insieme Inoltre, è essenziale tenere presenti un insieme di vincoli quali: fattori economici, sicurezza, di vincoli quali: fattori economici, sicurezza, affidabilità, estetica, etica e impatto sociale.affidabilità, estetica, etica e impatto sociale.

– ABET ABET Accreditation Board for Engineering and Accreditation Board for Engineering and TechnologyTechnology


Progetto a livello di sistemaProgetto a livello di sistema

1.1. Descrizione generale del prodottoDescrizione generale del prodotto

2.2. Definizione delle specificheDefinizione delle specifiche

3.3. Diagramma a blocchi Diagramma a blocchi

4.4. Definizione delle specifiche dei blocchiDefinizione delle specifiche dei blocchi

5.5. Sintesi dei blocchiSintesi dei blocchi

6.6. Integrazione dell’intero sistemaIntegrazione dell’intero sistema

7.7. Simulazione e modellizzazioneSimulazione e modellizzazione

8.8. Realizzazione del prototipoRealizzazione del prototipo

9.9. Collaudo e verificaCollaudo e verifica


Diagramma di flussoDiagramma di flusso

Confronto Specifiche

Confronto

Descrizione del prodotto

Collaudo

Diagramma a Blocchi

Specifiche dei Blocchi

Sintesi dei Blocchi

Integrazione Sistema

Simulazione

Prototipo

Specifiche


Progetto a livello di CircuitoProgetto a livello di Circuito

1.1. Studio del progettoStudio del progetto

2.2. Definizione degli obiettivi (requisiti)Definizione degli obiettivi (requisiti)

3.3. Strategia di progetto (blocchi funzionali)Strategia di progetto (blocchi funzionali)

4.4. Topologia circuitaleTopologia circuitale

5.5. Scelta dei dispositivi e valori dei Scelta dei dispositivi e valori dei componenticomponenti

6.6. Stima delle prestazioniStima delle prestazioni

7.7. Simulazione circuitaleSimulazione circuitale

8.8. Stima dei costi, pianificazioneStima dei costi, pianificazione

9.9. Realizzazione prototipo e collaudoRealizzazione prototipo e collaudo


Diagramma di flussoDiagramma di flusso


Confronto

Studio del progetto

Prototipo e Collaudo

Diagramma a Blocchi

Topologia circuiti

Scelta componenti

Stima delle prestazioni

Simulazione

Costi e pianificazione

Obiettivi => Specifiche


Livelli di astrazioneLivelli di astrazione


Confronto

Studio del progetto


Diagramma a Blocchi

Topologia circuiti

Scelta componenti


Simulazione



Comportamentalre

Funzionale

Circuitale

Testing


Sintesi - AnalisiSintesi - Analisi


Confronto

Studio del progetto


Diagramma a Blocchi

Topologia circuiti

Scelta componenti


Simulazione



SINTESITOP

BOTTOM

UP

ANALISI

DOWN


CADCAD

• Computer Aid DesignComputer Aid Design• Simulazione a livello comportamentaleSimulazione a livello comportamentale• Partizione Hardware – SoftwarePartizione Hardware – Software• Simulazione logicaSimulazione logica• Stima delle prestazioni (modelli Stima delle prestazioni (modelli

semplificati)semplificati)• Simulazione circuitale (modelli realistici)Simulazione circuitale (modelli realistici)• Verifica prestazioniVerifica prestazioni• Generazione Generazione Test patternTest pattern


ConclusioniConclusioni

• DistorsioniDistorsioni• Frequenze tipiche dei segnali elettroniciFrequenze tipiche dei segnali elettronici• Definizione di “PROGETTO”Definizione di “PROGETTO”• Progetto a livello di sistemaProgetto a livello di sistema• Diagramma di flussoDiagramma di flusso• Progetto a livello di circuitoProgetto a livello di circuito• Diagramma di flussoDiagramma di flusso• Livelli di astrazioneLivelli di astrazione• Sintesi e AnalisiSintesi e Analisi• Strumenti CADStrumenti CAD

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