Convertitori analogico-digitali : esercizi risolti

Esercizio 1

Mediante un sistema a 4bit in un convertitoreA/D con V_FS=10V codificare in forma digitale
A] 3,8V
B] 8,4V
C] 0,61V.

Esercizio 2

In un convertitore flash a 3bit individuare la tensione di riferimento V_REF e i valori dei resistori che determinano una risoluzione Q=1. Ricavare i valori di tutte le tensioni di soglia.

Esercizio 3

Determinare il quanto Q e l’errore massimo ε_max per un ADC a 8bit e V_FS=10V.
Ripetere i calcoli per n=16 e V_FS=5V.

Esercizio 4

Un ADC n=8 V_FS=5V, determinare i numeri binari in uscita per delle V_i=1,7V e V_i=3,8V.

Esercizio 5

Un convertitore n=12 V_FS=5V, trovare la risoluzione Q.

Esercizio 6

Un convertitore n=8 V_FS=12V, trovare la Q e l’ε_max .
Quanto vale N per V_i=5,7V?

Esercizio 7

Si vuole convertire un segnale che ha una f_M=75Hz (frequenza massima) con un ADC ad 8 bit che ha tempo di conversione T_C=200μs, valutare l’opportunità di anteporre al dispositivo un modulo SH.

Esercizio 8

Si vuole convertire in digitale con un ADC ad 8 bit e tempo di conversione T_C=15 μs un segnale il cui spettro si estende fino alla frequenza di f_M=65Hz.
Dire se è indispensabile inserire un SH a monte dell’ADC.

Esercizio 9

Convertire in digitale con un ADC a 8 bit e tempo di conversione T_c=100 μs, un segnale sinusoidale che ha f_max=100Hz, dire se è indispensabile la presenza di un modulo S/H.

Esercizio 10

Calcolare il valore massimo della frequenza di un segnale sinusoidale con valore di picco V_p=4V che può essere convertito direttamente senza S/H da un ADC a 8 bit con V_FS=10V e tempo di conversione T_c=100 μs.

Esercizio 11

Rilevare la temperatura di un ambiente in un intervallo da 0°C a 100°C; individuare il numero di bit del convertitore assumendo una precisione del decimo di grado.

Esercizio 12

Calcola la massima ampiezza che può avere un segnale sinusoidale, di frequenza pari a 180Hz perché sia possibile acquisirlo senza usare un modulo S/H con un ADC a 10bit avente un tempo di conversione di 25 μs ed una tensione di fondo scala V_FS=10V.

Esercizio 13

Calcola la massima frequenza che può avere un segnale a dente di sega unipolare con ampiezza 5V perché sia possibile acquisirlo senza S/H con un ADC ad 8 bit avente tempo di conversione T_c=50 μs e con tensione di fondo scala V_FS=10V.

Esercizio 14

Calcola la massima frequenza che può avere un segnale triangolare unipolare con una ampiezza di 5V, perché sia possibile acquisirlo con un ADC ad 8 bit con tempo di conversione di 50 μs e con una tensione di fondoscala V_FS=10V senza far uso di un modulo S/H.

Esercizio 15

Considerando di usare un ADC ad 8 bit senza modulo S/H con valore di fondo scala V_FS=10V e che ha un tempo di conversione T_c=10 μs che acquisisca segnali sinusoidali.
Calcola la frequenza massima che devono avere i segnali e il massimo numero di canali che possono essere usati tramite un MUX analogico.

Esercizio 16

Operando in time-sharing quanti segnali sinusoidali può convertire un ADC con T_c=50 μs a 10bit con V_FS=10V?

Esercizio 17

Calcola il tempo di conversione che può avere un ADC per poter acquisire un segnale avente uno spettro di frequenza compreso fra i 300Hz e i 3300Hz; scegliere una frequenza 1,5 volte maggiore della frequenza minima.

Esercizio 18

Si devono elaborare in time-sharing 25 canali analogici sapendo che il periodo di campionamento è di 125 μs. Calcola la max frequenza del segnale di ingresso ed il tempo di conversione che deve avere l’ADC.

Esercizio 19

Tramite un convertitore A/D si devono acquisire 4 segnali analogici per poi passarli ad un microprocessore in modo che i campioni pur acquisiti in tempi diversi siano riferiti agli stessi istanti. Disegnare lo schema a blocchi del sistema e la massima frequenza che può avere il segnale se il tempo di conversione dell’ADC è di 20 μs.

Esercizio 20

Si devono acquisire 3 segnali in modo sequenziale, disegna lo schema a blocchi del sistema e calcola il massimo tempo di conversione dell’ADC se la frequenza massima del segnale è di 5kHz.

Esercizio 21

Determinare le caratteristiche di un filtro passa-basso necessario per limitare la banda di un segnale avente frequenza massima f_max=1,8kHz; tale segnale deve essere campionato con frequenza f_s=10kHz e convertito con un ADC ad 8 bit . Determinare il massimo tempo di conversione per l’ADC.

Esercizio 22

Si vuole campionare un segnale audio alla frequenza di f_s=44,1kHz e convertirlo con un ADC a 10 bit, individuare le caratteristiche del filtro in ingresso da usare che limiti la frequenza massima f_M a 14kHz. Determinare il massimo tempo di conversione.