88150 - STRUMENTAZIONE DI MISURA P

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine dell’Insegnamento lo studente possiede le conoscenze analitiche di base per la rappresentazione delle grandezze fisiche nel dominio del tempo e della frequenza; ha acquisito la capacità di descrivere ed interpretare la risposta di un sistema lineare nel tempo ed in frequenza; conosce il funzionamento della moderna strumentazione, con particolare attenzione agli strumenti basati su campionamento; ha le competenze per consultare in modo critico, comprendere e confrontare le specifiche degli strumenti allo scopo di valutarne le prestazioni reali; è in grado di valutare l'incertezza di misura e riportare il risultato del processo di misurazione secondo le norme internazionali; ha nozioni di base relative agli strumenti analitici ed agli algoritmi numerici per l’analisi digitale in frequenza dei segnali.

Contenuti

Rappresentazione ed analisi in frequenza di segnali e sistemi

Serie di Fourier. Trasformata ed integrale di Fourier. Concetto di banda di un segnale. Operatore di Dirac. Funzione di trasferimento e risposta impulsiva di un sistema lineare tempo-invariante (LTI). Risposta in ampiezza e in fase di un sistema LTI. Proprietà ed esempi.

Conversione analogico-digitale (A/D)

La conversione A/D ideale: quantizzazione e codifica. Errore di quantizzazione. Classificazione delle sorgenti di errore nella conversione A/D. Cenno ai processi stocastici e rumore di quantizzazione. Modello e bit effettivi di un convertitore A/D (ADC) reale. Considerazioni su non idealità e incertezza.

Oscilloscopio a campionamento (DSO)

Architettura: schema a blocchi, condizionamento del segnale, stadio di ingresso. Canale di acquisizione A/D: impedenza d'ingresso, sample/hald, convertitore A/D. Base dei tempi, metodi e circuiti di triggering. Campionamento in tempo reale. Ricostruzione del segnale campionato: il criterio di Shannon/Nyquist. Utilizzo di filtri FIR. Interpretazione dei principali parametri e specifiche riportati nel datasheet di un DSO. Considerazioni su non idealità e incertezza.

Strumenti e tecniche per l’analisi spettrale

Analizzatore di spettro (SA): architettura a conversioni multiple, banda, risoluzione in frequenza, dinamica. Principali parametri operativi e loro utilizzo per l’ottimizzazione del risultato di misura. Analisi di strumenti commerciali. Analisi spettrale digitale: tecniche basate su campionamento ed algoritmi DFT/FFT. Effetti del tempo di osservazione finito e cenni alla finestratura. Considerazioni su non idealità e incertezza.

Testi/Bibliografia

Dispense e presentazioni a cura del Docente. Datasheet di componenti e strumenti commerciali. Manuali d'uso della strumentazione.

Testo di riferimento: M. Norgia, A. Pesatori, R. Ottoboni, C. Svelto, "Misure: dai fondamenti alla strumentazione," Esculapio.

Metodi didattici

Lezioni frontali in aula.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Colloquio orale.

Strumenti a supporto della didattica

PC, proiettore digitale. Postazioni di misura disponibili presso il Dipartimento di Ingegneria dell'Energia Elettrica e dell'Informazione "Guglielmo Marconi" - DEI.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Gian Piero Gibiino