Il condizionamento di segnale con i convertitori è un processo fondamentale nell’ambito dell’acquisizione e della trasmissione dei segnali elettrici. Consiste nell’adattare un segnale di ingresso proveniente da un sensore o da un sistema di misurazione a un formato o a una gamma di valori più adatta per il successivo utilizzo o elaborazione.
Condizionamento di segnale con i convertitori: la panoramica
I convertitori di segnale sono dispositivi che svolgono questa funzione di trasformazione. Possono essere utilizzati per convertire segnali analogici in segnali digitali (ADC – Analog-to-Digital Converter) o segnali digitali in segnali analogici (DAC – Digital-to-Analog Converter). Entrambi i tipi di convertitori sono ampiamente impiegati in numerosi settori, come l’automazione industriale, l’elettronica di consumo, la comunicazione e la strumentazione di laboratorio.
Il funzionamento di un ADC prevede l’acquisizione di un segnale analogico in ingresso e la sua conversione in un segnale digitale, rappresentato da una sequenza di bit. Questo processo avviene in più fasi, tra cui il campionamento, la quantizzazione e la codifica. Il segnale analogico viene campionato a intervalli regolari e ogni campione viene quindi convertito in un valore digitale, che rappresenta l’ampiezza del segnale in quel punto. La quantizzazione implica la riduzione della gamma di valori possibili, mentre la codifica determina come i valori digitali saranno rappresentati in forma binaria.
D’altra parte, i DAC eseguono il processo inverso. Prendono in ingresso un segnale digitale e lo convertono in un segnale analogico continuo nel tempo. Questo processo comporta la ricostruzione del segnale analogico a partire dalla sequenza di valori digitali, seguita da un processo di filtraggio per rimuovere eventuali componenti indesiderate generate dalla conversione digitale.
Il condizionamento del segnale con i convertitori è essenziale per garantire la qualità e l’affidabilità delle misurazioni o delle elaborazioni successive. La precisione e la risoluzione dell’ADC influenzano direttamente l’accuratezza delle misurazioni, mentre le prestazioni del DAC determinano la fedeltà con cui il segnale digitale viene ricostruito come segnale analogico.
Inoltre, il condizionamento del segnale può coinvolgere altre operazioni come l’amplificazione, la filtrazione, la compensazione di offset o la linearizzazione. Queste operazioni mirano a migliorare la qualità del segnale o ad adattarlo a specifiche esigenze di elaborazione o trasmissione.