s
ACQUISIZIONE DATI
IL TEMA
Grazia Iadarola
Le misure al tempo degli Analog-to-Information Converter Oltre i limiti del campionamento tradizionale
principale la riduzione della frequenza di campionamento, gli AIC potrebbero essere utilizzati con successo per monitorare lo spettro radio a larga banda, come ricevitori radar o radio cognitive. Sorge spontaneo, a questo punto, chiedersi come sia strutturato un AIC e in cosa si differenzi dal convenzionale ADC. In generale negli AIC, costituiti sia da componenti hardware che softRIASSUNTO ware, possono essere identificate due Gli Analog-to-Information Converter (AIC) sono convertitori innovativi, utilizsezioni principali: un front-end per l’aczabili in moltissimi campi, poiché in grado di campionare al di sotto della frequisizione e un back-end per la ricoquenza di Nyquist, oltre gli attuali limiti dell’acquisizione dati e delle comunistruzione. Il front-end di acquisizione cazioni numeriche. L’eventuale impiego degli AIC non può però prescindere include sempre almeno un ADC oltre a dalla loro caratterizzazione, anche attraverso l’analisi delle non-idealità un blocco di condizionamento e camarchitetturali, al fine di migliorarne le prestazioni nella ricostruzione del piona il segnale d’ingresso al di sotto segnale. della frequenza di Nyquist secondo un dato fattore di compressione K. Il backend risale poi al segnale originale meDA NYQUIST dagli algoritmi di compressione che in- diante elaborazione numerica. ALL’ACQUISIZIONE COMPRESSA tervengono solo dopo la fase di campionamento per ridurre il flusso dati da All’inizio del XX secolo Nyquist gettò le trasmettere. Tuttavia, il paradigma del- LA CARATTERIZZAZIONE basi del campionamento, pietra milia- l’acquisizione compressa costituisce METROLOGICA DI UN AIC re nell’elaborazione dei segnali che un punto di rottura in ragione della ridetta i vincoli sui moderni sistemi di duzione della frequenza di campiona- La caratterizzazione metrologica riveacquisizione e, al tempo stesso, sulle mento, oltre che del flusso dati. ste negli AIC un ruolo di fondamentale reti di comunicazione. Essenzialmente, Il campionamento compresso ha ispi- importanza [1]. Prima di analizzare il per acquisire un dato segnale d’inte- rato la nascita un nuovo convertitore problema della caratterizzazione meresse si richiede che venga campiona- per l’acquisizione di segnali: l’Analog- trologica andrebbe però chiarita l’esito almeno alla frequenza di Nyquist, to-Information Converter (AIC). L’AIC genza di definire le grandezze da miovvero il doppio della sua larghezza di mira ad acquisire la sola parte signifi- surare in un AIC e le corrispondenti fibanda. Ai nostri giorni il mondo della cativa di un segnale analogico, ovvero gure di merito. Un AIC è infatti un sistericerca, ricorrendo alla tecnica del l’informazione in esso contenuta. Da ma reale, il cui front-end viene modellacampionamento compresso, si sta di- ciò deriva la terminologia adottata, to in fase di progettazione secondo mostrando in grado di spingersi al di volta da un lato a richiamare la termi- leggi puramente matematiche, che tensotto della frequenza di Nyquist, cui i nologia relativa agli ADC, dall’altro a tano di emulare il percorso fisico del tradizionali Analog-to-Digital Conver- rimarcare l’interesse ad acquisire diret- segnale e che saranno poi utilizzate ter (ADC) sono limitati. Tale tecnica fun- tamente il contenuto informativo dei dal back-end per la ricostruzione. La ziona correttamente quando i segnali segnali. A oggi, gli AIC non costituisco- modellazione confina sempre il comsono comprimibili, cioè se, dopo op- no ancora una realtà industriale ma portamento del dispositivo all’interno portuna trasformazione, possono esse- sono una promettente prospettiva della di una trasformazione lineare, senza re rappresentati con poche componen- ricerca. A testimonianza del loro po- tener conto in alcun modo della nonti significative. La comprimibilità è co- tenziale vi è proprio la rapida diffusiomunque una condizione ricorrente nel- ne in pochi anni nei più svariati campi, la maggior parte dei segnali (ad esem- dai sistemi di acquisizione alla sensoripio audio, immagini e video sono se- stica. In particolare, dal momento che Dip. Ingegneria, Università del Sannio gnali comprimibili) e viene già sfruttata il loro impiego ha come vantaggio grazia.iadarola@unisannio.it MEASURING IN THE TIME OF ANALOG-TO-INFORMATION CONVERTERS Analog-to-Information Converters (AIC) are innovative devices, useful in so many fields, since able to sample below the Nyquist frequency, beyond existing limits of data acquisition and digital communications. However, the potential use of AICs entails the need of their characterization, through the analysis of architectural non-idealities too, in order to improve their performance in signal reconstruction.
T_M
N.
2/20 13
