1. Un PLC (Programmable Logic Controller) è utilizzato per:
💡Spiegazione
Il PLC è un computer industriale robusto progettato per il controllo di processi automatizzati in tempo reale: linee di produzione, impianti, macchine utensili. Riceve segnali dagli ingressi (sensori), esegue un programma logico (ladder, function block) e comanda le uscite (attuatori, motori, valvole).
2. 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.
3. Il regolatore PID (Proporzionale-Integrale-Derivativo) è usato per:
💡Spiegazione
Il PID è l'algoritmo di controllo più diffuso nell'automazione. Le tre azioni: Proporzionale (corregge in base all'errore attuale), Integrale (elimina l'errore residuo accumulato), Derivativa (anticipa le variazioni). Usato per controllare temperatura, velocità, pressione, livello, posizione.
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 fibra ottica trasmette informazioni utilizzando:
💡Spiegazione
La fibra ottica trasmette dati sotto forma di impulsi di luce (fotoni) attraverso un sottile filo di vetro o plastica. Vantaggi: banda larghissima, lunghe distanze senza amplificazione, immunità alle interferenze elettromagnetiche, sicurezza. È la tecnologia base delle telecomunicazioni moderne e di Internet.
6. 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).
7. 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.
8. 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.
9. Un sensore di temperatura PT100 è basato su:
💡Spiegazione
Il PT100 è un RTD (Resistance Temperature Detector) costituito da una resistenza di platino (Pt) con valore di 100Ω a 0°C. La resistenza aumenta linearmente con la temperatura. È molto preciso e stabile. Il termistore NTC diminuisce la resistenza con la temperatura, la termocoppia genera una tensione.
10. 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.
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