Docente: Giuseppe Iannaccone

Definizione di misure. Campioni primari e secondari. Standard di tempo, di tensione, di corrente, di resistenza. Definizione di risoluzione, sensibilità, errore, accuratezza, precisione. Schema a blocchi di un generico sistema di misura.

Attenuatore per la misura di tensioni continue. Possibili soluzioni circuitali. Effetto delle tolleranze sulle resistenza sull'accuratezza del rapporto di partizione. Errori dovui ai generatori di offset e alle correnti di polarizzazione dell'amplificatore. Voltmetro elettrometrico. Uso del cavo triassiale. Misura di correnti continue: resistore shunt e amplificatore transresistivo. Confronto in base al rapporto segnale rumore. Misure di resistenza: misure a tensione fissata e a corrente fissata; utilizzo del cavo triassiale. Nanovoltmetro. Misura di resistenze con il metodo dei quattro contatti. Misura di carica. Multimetro analogico: analisi delle configurazioni di reazione impiegate per minimizzare il numero di commutatori ed esempio di configurazione. Collegamenti tra sorgente e ricevitore nel caso di due sistemi flottanti, uno flottante e uno riferito a massa, due sistemi riferiti a massa. Possibili disturbi.

• appunti dalle lezioni

Conversione AC-DC. Valore di picco, efficace, medio.

Rivelatori di valore di picco:
diodo serie e diodo parallelo. Criteri di valutazione di un rivelatore. Dipendenza dalla frequenza degli errori di rivelazione. Sonda di un voltmetro in AC. Rivelatore picco-picco (serie-parallelo e a ponte di Greinacher). Misura della tensione di picco con il metodo del confronto.

Rivelatori di valor medio.
Rivelatore con ponte di Graetz e con ponte di Greinacher pilotati in corrente. Errori nella rivelazione del valor medio. Rivelatori di valor medio senza diodi e senza reazione. Misura del valor medio in presenza di distorsioni. Rivelatore sincrono con 4 diodi e con cella di Gilbert.

Rivelatori di valore efficace.
Convertitori basati sulla definizione operativa di valore efficace (a termocoppie o con coppia differenziale di bipolari). Convertitori basati sulla definizione analitica di valor efficace.

Partitori per misure in AC. Partitori compensati e partitori a bassa resistenza. Compensazione della sonda.

• Appunti delle lezioni

Convertitori AD (voltmetri numerici). Definizioni. Parametri caratteristici statici e dinamici. Blocco di campionamento e mantenimento. Architetture di ADC. Convertitore Flash, convertitore Flash in pipeline. Registro ad approssimazioni successive, convertitore a contatore, convertitore a inseguimento. Voltmetri numerici a conversione tensione-tempo: a singola rampa e a doppia ramp. Voltmetri numerici a conversione tensione-frequenza. Sovracampionamento per migliorare il rapporto segnale rumore. Noise shaping. Convertitori sigma-delta. Analisi della parte analogica di un convertitore sigma-delta del primo ordine. Relazione tra fattore di sovracampionamento e numero di bit della parte numerica. Parte numerica di un ADC sigma-delta: filtraggio numerico e decimazione. Vantaggi e svantaggi del convertitore sigma-delta.

Convertitori DA. Definizioni. Parametri statici e dinamici. Soluzioni circuitali con reti a scale R-2R. String DAC, DAC segmentati, DAC completamente decodificati (a termometro). Generatori di correnti e interruttori. DAC a interpolazione. Cenno ai DAC sigma-delta.

Schemi di principio degli elettrometri digitali, multimetri digitali, nanovoltmetri digitali. Esempi di alcuni multimetri in commercio

• appunti delle lezioni (file pdf)
• note "DACs for DSP applications" pubblicate da Analog Devices (file pdf)
• note dei datasheet dei convertitori DA e AD considerati - lucidi delle lezioni (file pdf)
• appunti sugli schemi a blocchi dei multimetri digitali (file pdf)
• lucidi sugli esempi di multimetri in commercio

Analizzatore di spettro a scansione (DSA). Ricevitore supereterodina. Mixer. Problema della frequenza immagine; ricevitori a doppia conversione. Accuratezza in ampiezza e in frequenza. Scansione della frequenza. Resolution Bandwidth (RBW). VCO. Tempo di acquisizione dello spettro. Risoluzione frequenziale, selettività, sensibilità. Applicazioni degli analizzatori di spettro a scansione: misura dello spettro, misura della risposta in frequenza di un due-porte.

Analizzatori di spettro in tempo reale. Schema a blocchi semplificato. Risoluzione frequenziale. Filtraggio anti-aliasing analogico e digitale. Decimatore. Funzionamento in tempo reale (Real Time Bandwidth). Sottocampionamento per segnali passabanda. Funzione di windowing. Uso delle finestre di acquisizione impiegate nei DSA agilent (Hanning, Uniform, Flat-Top). Medie RMS e lineari. Misura della funzione di trasferimento. Analisi delle distorsioni.
Esempi di analizzatori di spettro in commercio.

• Appunti delle lezioni (file pdf)
• note sui datasheet degli analizzatori di spettro considerati e sull'uso delle finestre di acquisizione dei DSA Agilent - lucidi delle lezioni (file pdf)