Scopi
I trasduttori sono dispositivi in grado di trasformare informazioni fisiche in informazioni elettriche. Esistono due tipi di trasduttori:
-ad uscita digitale, che quindi non necessitano di conversione
-ad uscita analogica
Trasduttori ad uscita digitale
Si tratta di trasduttori che analizzano fenomeni fisici facilmente quantizzabili. Normalmente, siccome i trasduttori sono molto lontano dagli utilizzatori, i livelli digitali non hanno dinamiche standard, ma molto più elevati in modo da non essere facilmente disturbati. Inoltre per la protezione dagli errori si possono usare filtri RC (anche se diminuiscono la velocità di acquisizione), seguiti da comparatori di isteresi (schmitt trigger). Solitamente in ingresso al comparatore si hanno due diodi, che evitano sovratensioni. E' infine comune isolare il trasduttore del sistema di acquisizione mediante un optoisolatore, che agisca da accoppiatore ottico tra il segnale in ingresso e il sistema di acquisizione senza avere continuità elettrica.
Nel caso raro in cui il segnale di uscita abbia la stessa dinamica delle più comuni famiglie logiche (0V-5V), effettuando il campionamento con il metodo del doppio flip-flop, per evitare fenomeni di metastabilità. In più per filtrare il segnale di ingresso è comune utilizzare filtri e tecniche di debouncing.
In molti casi l'uscita del trasduttore è analogica, ma l'informazione deve essere quantizzata su pochi livelli, si usa quindi uno Schmitt-Trigger per produrre anche in questo caso un segnale compatibile con il mondo digitale.
Trasduttori con uscite analogiche
In molti casi il trasduttore ha un'uscita analogica che deve essere quantizzata e convertita mediante un ADC. Se il segnale è una tensione si può schematizzare il circuito di ingresso come un circuito equivalente Thevenin, nel caso in cui sia una corrente si può schematizzare con un circuito equivale di Norton.
Tra i trasduttori con uscita in tensione si hanno due tipologie: quelli con tensione riferita a un riferimento e quelli rispetto a massa. Il tipo di uscita determina il tipo di amplificatore da utilizzare. Per uscite differenziali si usano circuiti a ponte, in cui una resistenza è ignota. Se la resistenza variabile non è piccola occorre procedere con una prima linearizzazione o sul segnale analogico o su quello digitale. L'amplificatore è necessario che abbia un elevato CMRR.
In alcuni casi la tensione di uscita del trasduttore è molto piccola, tanto da confondersi con l'offset dell'amplificatore. Esistono diversi circuiti che gestiscono queste situazioni:
-auto-zeroing, usano tecniche simili a circuiti a capacità commutate. I problemi sono dovuti al fatto che hanno una dinamica ridotta in modo comune e una bassa corrente di uscita
-self-calibrating, si basano sulla scarsa bassa influenza degli offset in frequenza
-chopper-stabilized, si converte il segnale continuo in ingresso in alternata, lo si amplifica e poi lo si riconverte in continua.
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