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. 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.
3. 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.
4. 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.
5. 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.
6. 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.
7. 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).
8. 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.
9. 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).
10. 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.
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