Fase di campionamento – conversione A/D
Lo scopo del campionamento è salvare i valori di un segnale analogico (campioni) in un intervallo predefinito detto periodo di campionamento Tc evitando di perdere le informazioni del segnale campionato. Dai campioni siamo in grado di ricostruire il segnale originario.
Per fare in modo che i campioni possano essere interpolati per ricostruire il segnale, Tc deve avere un valore ben preciso.
Teorema del campionamento (Shannon) #
Claude Shannon
Il teorema del campionamento (teorema di Shannon) definisce la frequenza di campionamento fc (inverso di Tc) che bisogna utilizzare:
Teorema del campionamento (Shannon)
Esempio 1: Banda telefonica
Telefono
La banda telefonica occupa una frequenza compresa tra:
Teorema del campionamento applicato alla banda telefonica
Per standard si è deciso che la fc è di 8 kHz.
Esempio 2: banda segnale audio
Segnale audio
La banda di un segnale audio occupa una frequenza compresa tra:
Teorema del campionamento applicato alla banda di un segnale audio
Per standard si è deciso che la fc è di 44,1 kHz
Ricostruzione del segnale #
Ricostruzione del segnale campionato
Un segnale per essere ricostruito partendo dai campioni deve avere una fc ≥ 2*fmax. Guardando l’immagine sopra, la banda verde chiara è lo spettro della banda del segnale. Quella verde scura è lo spettro immagine.
Fenomeno dell’aliasing #
Fenomeno dell’aliasing
Quando lo spettro del segnale e la sua immagine si sovrappongono (fc < 2*fmax) avviene il fenomeno dell’aliasing e si ha perdita dell’informazione del segnale campionato.
Ricostruzione ottimale #
Ricostruzione ottimale del segnale campionato
Per ricostruire al meglio il segnale partendo dai campioni e per evitare il fenomeno dell’aliasing si sceglie sempre una fc > 2*fmax.
Sample and Hold (S/H) #
Sample and Hold (S/H)
Una volta scelta la fc si procede a campionare il segnale ogni Tc.
Per agevolare l’operazione di campionamento si utilizza un circuito che mantiene il segnale costante per ogni Tc (circuito sample and hold)