Conversione Analogico Digitale
1) Vantaggi della elaborazione numerica del segnale :
a) flessibilità, sono possibili anche trattamenti non lineari ed adattativi del segnale
b) riproducibilità, il valore dei componenti è un n° in un registro e quindi rimane costante nel tempo
c) alle basse frequenze evita l´utilizzo di componenti passivi molto grandi
d) non è necessario adattare circuiti posti in cascata
2) Svantaggi della elaborazione numerica del segnale :
a) occorre implementare dei blocchi di conversione A/D e D/A altrimenti assenti
b) il teorema del campionamento limita l´impiego a frequenze non elevatissime
c) aumenta la potenza dissipata dal sistema
3) Sistema di elaborazione numerica del segnale :
È costituito da un filtro passa basso che limita la banda del segnale d´ingresso in modo da poter applicare il teorema del campionamento, segue un THA ed un ADC che invia un segnale digitale ad un DSP il quale effettua su di esso un´elaborazione e poi lo fornisce ad un DAC che converte il dato nel corrispondente segnale analogico che per il teorema di campionamento è costituito da repliche del segnale desiderato pertanto è necessario un filtro passa-basso.
4) THA :
È un dispositivo costituito da un operazionale inseguitore di tensione avente in serie all´uscita un interruttore ed in parallelo ad esso un condensatore isolato dal carico mediante un 2° operazionale inseguitore, si hanno i seguenti stati :
a) Track, il circuito deve seguire la tensione di ingresso in maniera fedele quindi in sostanza si comporta come un amplificatore ed infatti le specifiche del THA per questa fase sono quelle tipiche di un amplificatore.
b) Hold, il circuito memorizza il valore assunto dall´ingresso nell´istante di passaggio da Track ad Hold, si possono presentare le seguenti non idealità :
b1) Feedthrough, il segnale d´ingresso si accoppia con la capacità anche quando l´interruttore è aperto in quanto anche in tale condizione esso presenta impedenza non infinita.
B2) Droop, si tratta della perdita di carica da parte del condensatore a seguito di correnti parassite di varia natura
5) Caratteristiche del THA in fase di transizione Hold / Track :
Tempo di acquisizione, è il tempo necessario a caricare la capacità in modo che insegua il segnale d´ingresso subito dopo che si è avuto il passaggio da Hold a Track.
6) Caratteristiche del THA in fase di transizione Track / Hold:
a) Settling Time, è il tempo oltre il quale il transitorio si riduce ad una percentuale accettabile
b) Tempo di apertura della interruttore, è la somma di un ritardo qap deterministico dovuto al dispositivo e della incertezza di apertura hap avente carattere aleatorio.
7) ADC :
È un dispositivo che partiziona il set delle tensioni d´ingresso sui codici d´uscita secondo il criterio della arrotondamento il quale porta ad una caratteristica di errore a valor medio nullo.
8) Errore di conversione :
È l´errore che viene introdotto dal quantizzatore, se infatti il segnale da esso prodotto viene inviato ad un DAC ideale, quello che si ottiene è un segnale diverso da quello in ingresso al quantizzatore, in particolare riportando tale errore sulla caratteristica statica del convertitore si vede che essa ha un andamento a rampa.e che il rapporto segnale/rumore SNR è dato dalla 
, quindi per ogni bit in più adottato nella quantizzazione si ha un miglioramento di 6dB del rapporto segnale/rumore.
9) Specifiche tecniche degli ADC :
a) Errore di offset , è il valore di tensione ottenuto dall´intersezione della retta di migliore approssimazione della ADC con la caratteristica d´ingresso, si può compensare sommando una opportuna tensione continua al segnale d´ingresso.
b) Errore di guadagno, è dovuto al fatto che viene alterata in maniera uniforme la ampiezza del quanto di conversione, si può compensare moltiplicando il segnale d´ingresso per un opportuno guadagno.
c) Errori di non linearità, si ha la IL cioè linearità integrale e la DNL cioè non linearità differenziale
10) Tipologie di ADC :
a) flash
b) ad approssimazioni successive
c) a doppia rampa
11) Flash ADC :
Lo stesso segnale d´ingresso viene inviato ad un banco di comparatori aventi come 2° ingresso una delle tensioni che si possono ottenere da una tensione di riferimento mediante un array resistivo costituito da resistenze di valore R tranne la prima e l´ultima che hanno valore R/2 . Se il segnale analogico è maggiore della soglia relativa ad un comparatore esso fornisce in uscita un 1 logico altrimenti uno 0 , si ottiene così una codifica detta a termometro che necessità di essere convertita in codice binario. Si tratta di un convertitore molto veloce ma ha il difetto che al crescere del n° di bit di quantizzazione cresce anche il n° di comparatori e di resistenze da inserire quindi aumenta la complessità del circuito.
12) ADC ad approssimazioni successive :
Ipotizziamo la realizzazione di un ADC a 3 bit, si ha uno shift register ad anello costituito da 5 FFD , in esso viene fatto scorrere un 1 , quando esso giunge all´uscita del 1° FFD mette ad 1 il set del 1° di 3 FFSR le cui uscite vanno ad un DAC che fornisce una tensione che viene comparata con la tensione d´ingresso, se è ad essa superiore, l´1 deve essere portato a 0 e questo avviene tramite l´ingresso reset connesso all´uscita di una And avente in ingresso l´uscita del 2° FFD e l´uscita del comparatore. L´uscita del 2° FFD va anche sul set del 2° FFSR per il quale si ragiona come prima.
L´uscita del 5° FFSR mette ad 1 il 2° ingresso delle And che hanno come 1° ingresso l´uscita dei FFSR e quindi rende disponibile in uscita il dato binario corrispondente all´ingresso.
13) ADC a doppia rampa :
Si ha un integratore realizzato con operazionali, esso in una prima fase integra la tensione costante da quantizzare fornita dal THA , la tensione che si ottiene è negativa e quindi comparata con la massa fornisce un 1 logico il quale abilita tramite una And il clock che alimenta un contatore ad N+1 bit , quando esso pone ad 1 il bit MSB , un deviatore sposta l´ingresso della integratore su una tensione di riferimento negativa, pertanto in uscita si ha una rampa a pendenza positiva la quale giunta a 0v manda a 0 l´uscita del comparatore che quindi blocca il conteggio del contatore fornendo una codifica binaria proporzionale alla tensione d´ingresso. La genialità di questo ADC risiede nel fatto che i difetti del condensatore si elidono in quanto la sua caratteristica viene sfruttata in entrambe i versi.
14) DAC a resistori pesati :
Ad ogni bit d´ingresso viene associata una resistenza di valore inversamente proporzionale ad una potenza di 2 in modo che all´MSB sia associata la resistenza più bassa e quindi scorra in esso la corrente maggiore. A seconda del valore dei bit un estremo delle resistenze è connesso ad una tensione di riferimento positiva oppure negativa, mentre il 2° estremo di tutte è connesso al morsetto invertente di un operazionale in configurazione invertente avente una resistenza di retroazione di valore Rg ed il morsetto positivo a massa.
15) DAC a rete R-2R :
Ipotizziamo di realizzare un DAC a 3 bit, si ha un operazionale in configurazione invertente con una resistenza di retroazione di valore 3R, esso ha il morsetto positivo a massa ed il morsetto negativo collegato ad una rete a scala R-2R nella quale le resistenze verticali hanno valore 2R e sono connesse ad una tensione di riferimento positiva oppure negativa a seconda dello stato dei bit della parola da convertire in analogico.