1. Il teorema del campionamento di Nyquist-Shannon afferma che la frequenza di campionamento deve essere:
💡Spiegazione
Il teorema di Nyquist-Shannon stabilisce che per ricostruire fedelmente un segnale analogico dal campionamento digitale, la frequenza di campionamento fc deve essere almeno il doppio della frequenza massima del segnale (fc ≥ 2fmax). Per l'audio CD: fmax = 20kHz → fc = 44.1kHz.
2. Un sistema di controllo in retroazione (feedback) negativa serve a:
💡Spiegazione
La retroazione negativa confronta l'uscita reale con il valore desiderato (riferimento), calcola l'errore e lo corregge. È il principio fondamentale dell'automazione: termostati, cruise control, regolatori PID. La retroazione positiva amplifica le variazioni (usata negli oscillatori).
3. Un convertitore DAC (Digital-to-Analog Converter) serve a:
💡Spiegazione
Il DAC converte un valore numerico digitale (sequenza di bit) in un segnale analogico proporzionale (tensione o corrente). È usato in uscite audio (riprodurre musica digitale), generatori di segnale, controllo motori e in tutti i sistemi dove l'output deve essere analogico.
4. In un sistema di comunicazione digitale, il rapporto segnale/rumore (SNR) si misura in:
💡Spiegazione
Il rapporto segnale/rumore (SNR - Signal-to-Noise Ratio) si esprime in decibel (dB): SNR(dB) = 10 × log₁₀(Ps/Pn). Un SNR elevato indica un segnale molto più forte del rumore (buona qualità). Per le comunicazioni digitali, un SNR maggiore permette velocità di trasmissione più elevate.
5. La banda passante di un sistema di comunicazione determina:
💡Spiegazione
La banda passante (bandwidth) è l'intervallo di frequenze che un canale può trasmettere e determina la capacità massima di trasferimento dati (teorema di Shannon: C = B × log₂(1 + SNR)). Una banda maggiore permette più dati al secondo. Si misura in Hz (banda analogica) o bit/s (banda digitale).
6. La modulazione AM (Amplitude Modulation) varia quale parametro dell'onda portante?
💡Spiegazione
Nella modulazione AM, l'ampiezza dell'onda portante ad alta frequenza viene variata in base al segnale modulante (il messaggio da trasmettere). L'inviluppo dell'onda modulata riproduce la forma del segnale originale. AM è usata nelle trasmissioni radio in onde medie.
7. Un bus di comunicazione industriale come PROFIBUS serve a:
💡Spiegazione
PROFIBUS (Process Field Bus) è un bus di campo standard per l'automazione industriale che collega PLC, sensori, attuatori, drives e altri dispositivi in una rete di comunicazione. Permette lo scambio di dati in tempo reale. Altri bus industriali: PROFINET, Modbus, CAN, EtherCAT.
8. La modulazione FM (Frequency Modulation) si differenzia dall'AM perché:
💡Spiegazione
In FM la frequenza della portante varia proporzionalmente all'ampiezza del segnale modulante, mantenendo l'ampiezza costante. FM è più resistente al rumore rispetto all'AM ed è usata per la radio FM (87.5-108 MHz), per la parte audio della TV analogica e nelle comunicazioni professionali.
9. L'elaborazione digitale del segnale (DSP) consiste nel:
💡Spiegazione
Il DSP (Digital Signal Processing) elabora segnali convertiti in forma numerica (dopo ADC) usando algoritmi: filtri digitali (FIR, IIR), trasformata di Fourier (FFT), compressione, demodulazione. I processori DSP sono ottimizzati per queste operazioni. Applicazioni: audio, telecomunicazioni, radar, immagini.
10. Un sistema SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) serve a:
💡Spiegazione
SCADA è un sistema di supervisione che monitora e controlla in tempo reale impianti industriali distribuiti su vaste aree: reti elettriche, acquedotti, oleodotti, impianti chimici. Raccoglie dati dai PLC/RTU in campo, li visualizza su schermi sinottici e permette il comando remoto degli impianti.
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