Autronica
LEZIONE N° 4
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•
Distorsioni
Frequenze tipiche dei segnali elettronici
Definizione di “PROGETTO”
Progetto a livello di sistema
Diagramma di flusso
Progetto a livello di circuito
Diagramma di flusso
Livelli di astrazione
Sintesi e Analisi
Strumenti CAD
AUTRONICA
4.1
Richiami
•
•
•
•
•
•
•
Segnale analogico
Segnale campionato, numerico, digitale
Errore di quantizzazione
Codifica di un segnale numerico
Conversione A to D e D to A
Tipi di segnali, Tipi di elaborazione
Classificazione dei Sistemi Elettronici
• In funzione delle applicazioni
• In funzione dei tipi di segnali trattati
• Effetti dei disturbi e rumore
• Nei sistemi analogici
• Nei sistemi digitali
AUTRONICA
4.2
Distorsioni
• In un sistema lineare la grandezza di uscita
deve essere una replica fedele dell’ingresso
– Se l’ingresso è sinusoidale l’uscita deve essere
sinusoidale con la stessa frequenza
VI
AMP
AUTRONICA
VU
4.3
Distorsioni 1
• Errore di cimatura (Clipping)
1,5000
1,0000
0,5000
0,0000
0
20
40
60
80
100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360
-0,5000
-1,0000
-1,5000
AUTRONICA
4.4
Distorsioni 2
• Errore di attraversamento (Crossover)
1,5000
1,0000
0,5000
0,0000
0
20
40
60
80
100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360
-0,5000
-1,0000
-1,5000
AUTRONICA
4.5
Distorsioni 3
• Distorsione armonica
1,5000
1,0000
0,5000
0,0000
0
20
40
60
80
100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360
-0,5000
-1,0000
-1,5000
VI  Vk sin( t )
VU  H  Vk sin( t )  D  Vk sin( 3t )
AUTRONICA
4.6
Tipi di segnali
• Il modo di realizzare un sistema elettronico
dipende dalle frequenze proprie dei segnali
– Sistemi per bassa frequenza
– Sistemi per radio frequenze
– Sistemi per onde millimetriche
Lunghezza d' onda 
Velocità della luce c (3  108 m/s)
Frequenza F
c

F
AUTRONICA
4.7
Frequenze tipiche di alcuni segnali
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Segnali sismici
1 ÷ 200 Hz
Elettrocardiogramma
0.05 ÷ 100 Hz
Segnali audio
20 Hz ÷ 15 kHz
Segnali video
50 Hz ÷ 4,2 MHz
Segnali radio AM
540 ÷ 1600 kHz
Segnali radio FM
88 ÷ 106 MHz
Video VHF
54 ÷ 60 MHz
Video UHF
470 ÷ 806 MHz
Telefonia cellulare 1
824 ÷ 891.5 MHz
Video satellitare
3.7 ÷ 4.2 GHz
Comunicazioni a microonde
1 ÷ 50 GHz
AUTRONICA
4.8
Cosa vuol dire progettare 1
• Il progetto ingegneristico è il procedimento di
concepire un sistema, un componente; ovvero il
procedimento per raggiungere gli scopi desiderati.
• È un processo di scelta di decisioni (spesso iterativo),
in cui si applicano sia le scienze di base che quelle
ingegneristiche, per trasformare le risorse in modo
ottimale per raggiungere un predeterminato obiettivo.
• Tra gli elementi fondamentali del processo di progetto
ci sono lo stabilire gli obiettivi ed i criteri, la sintesi,
l’analisi, la costruzione, il collaudo e la verifica.
AUTRONICA
4.9
Cosa vuol dire progettare 2
• Il curriculum formativo di un progettista deve includere
la maggior parte delle seguenti componenti:lo sviluppo
della creatività, l’uso di problemi espandibili, lo
sviluppo e l’uso delle teorie e delle metodologie di
progetto, la formulazione dei passi e delle specifiche di
progetto, la valutazione di soluzioni alternative,
considerazioni sulla fattibilità, conoscenza dei processi
produttivi, la progettazione concorrente e la
descrizione dettagliata dei sistemi.
• Inoltre, è essenziale tenere presenti un insieme di
vincoli quali: fattori economici, sicurezza, affidabilità,
estetica, etica e impatto sociale.
– ABET
Accreditation Board for Engineering and Technology
AUTRONICA
4.10
Progetto a livello di sistema
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Descrizione generale del prodotto
Definizione delle specifiche
Diagramma a blocchi
Definizione delle specifiche dei blocchi
Sintesi dei blocchi
Integrazione dell’intero sistema
Simulazione e modellizzazione
Realizzazione del prototipo
Collaudo e verifica
AUTRONICA
4.11
Diagramma di flusso
Descrizione del prodotto
Specifiche
Confronto
Specifiche
Diagramma a Blocchi
Specifiche dei Blocchi
Sintesi dei Blocchi
Confronto
Integrazione Sistema
Simulazione
Prototipo
Collaudo
AUTRONICA
4.12
Progetto a livello di Circuito
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Studio del progetto
Definizione degli obiettivi (requisiti)
Strategia di progetto (blocchi funzionali)
Topologia circuitale
Scelta dei dispositivi e valori dei componenti
Stima delle prestazioni
Simulazione circuitale
Stima dei costi, pianificazione
Realizzazione prototipo e collaudo
AUTRONICA
4.13
Diagramma di flusso
Studio del progetto
Obiettivi => Specifiche
Confronto
Specifiche
Diagramma a Blocchi
Confronto
Topologia circuiti
Scelta componenti
Stima delle prestazioni
Simulazione
Costi e pianificazione
Prototipo e Collaudo
AUTRONICA
4.14
Livelli di astrazione
Comportamentalre
Studio del progetto
Obiettivi => Specifiche
Confronto
Specifiche
Funzionale
Diagramma a Blocchi
Confronto
Topologia circuiti
Circuitale
Scelta componenti
Stima delle prestazioni
Testing
Simulazione
Costi e pianificazione
Prototipo e Collaudo
AUTRONICA
4.15
SINTESI
TOP
Sintesi - Analisi
Studio del progetto
ANALISI
UP
Obiettivi => Specifiche
Confronto
Specifiche
Diagramma a Blocchi
Confronto
Topologia circuiti
Scelta componenti
Stima delle prestazioni
Simulazione
Costi e pianificazione
DOWN
Prototipo e Collaudo
AUTRONICA
BOTTOM
4.16
CAD
•
•
•
•
•
•
•
•
Computer Aid Design
Simulazione a livello comportamentale
Partizione Hardware – Software
Simulazione logica
Stima delle prestazioni (modelli semplificati)
Simulazione circuitale (modelli realistici)
Verifica prestazioni
Generazione Test pattern
AUTRONICA
4.17
Conclusioni
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Distorsioni
Frequenze tipiche dei segnali elettronici
Definizione di “PROGETTO”
Progetto a livello di sistema
Diagramma di flusso
Progetto a livello di circuito
Diagramma di flusso
Livelli di astrazione
Sintesi e Analisi
Strumenti CAD
AUTRONICA
4.18