13-12-2024 - Computer Basics - Analog-to-Digital Conversion [EN]-[IT]

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ENGLISH
13-12-2024 - Computer Basics - Analog-to-Digital Conversion [EN]-[IT]
With this post I would like to give a brief instruction about the topic mentioned in the subject
(code notes: X_93)

Analog-to-Digital Conversion
Analog-to-digital conversion (ADC) is the process by which a continuous analog signal is transformed into a discrete digital signal, understandable and usable by computers or digital devices. This process is essential in many applications, such as audio recording, digital images and signal measurement in electronic devices.
Synthetically we can say that Analog/Digital Conversion (A/D) is the process of digitizing an analog quantity into a digital one.
The conversion is done through the following processes:
-Sampling process
-Quantization process
-Coding process

Below is a diagram of the analog to digital conversion process

Below are some important points shown as questions?

1-What is sampling frequency equal to?
The inverse of sampling period is called sampling frequency fC = 1/TC and is measured in samples per second (sample/s) or Hertz.
Here is the formula:

Where:
fc = sampling frequency
Tc = sampling period

2-What is an analog signal?
The analog signal is a continuous-time signal with continuous values

3-How is the sampling frequency seen according to the theorem of Shannon

Shannon's Theorem, or Nyquist-Shannon Theorem, states that in order to correctly sample an analog signal without losing information (avoiding the aliasing phenomenon), the sampling frequency (fc) must be at least twice the maximum frequency of the signal (fmax)

4-When the aliasing phenomenon occurs, what happens?
The sampled signal does not exactly describe the initial analog signal due to the presence of unwanted components.
In short, aliasing is caused by insufficient sampling that leads to a distortion of the digital signal compared to the analog one.

5-What is quantization error?
Quantization error is the difference between the nominal value of a quantization interval and the actual value of the corresponding analog level

6-What could pure binary encoding generate?
It could generate errors in transmission.
Pure binary encoding represents data using only two symbols: 0 and 1. Although it is a very simple and efficient method of representing information, it is also susceptible to errors during transmission. This can happen for various reasons, such as interference in the communication channel, electrical noise or errors in transmission devices.

7-What is quantization?
Quantization is the discretization of the ordinate axis, i.e. the amplitudes of the signal.
The values ​​of the amplitudes assumed by the signal are grouped into a certain number of sets called quantization intervals.

8-How many quantization processes are there?
In general, the A/D conversion process consists of three stages: Sampling, quantization, encoding.

9-What is the sampling period?
It is the time interval between two successive sampling instants.

10-What is analog/digital conversion?
A digitization process.
A/D (analog-digital) conversion is the process through which an analog signal, which can assume an infinite number of values, is transformed into a digital format, that is, a set of discrete numbers.

Conclusions
A/D conversion therefore represents the process of transforming a signal, an image or a document into a digital format interpretable by a computer, that is, into a binary code made up of combinations of 0 and 1. The systems that transform an analog signal into the corresponding digital signal are called analog-digital converters (ADC).

Question
Analog/digital conversion is perhaps one of the most studied processes in high school, do you remember having had lessons at school about this process too?

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[ITALIAN]
13-12-2024 - Basi di informatica - Conversione Analogico-Digitale [EN]-[IT]
Con questo post vorrei dare una breve istruzione a riguardo dell’argomento citato in oggetto
(code notes: X_93)

Conversione Analogico-Digitale
La conversione analogico-digitale (ADC) è il processo mediante il quale un segnale analogico continuo viene trasformato in un segnale digitale discreto, comprensibile e utilizzabile dai computer o da dispositivi digitali. Questo processo è essenziale in molte applicazioni, come la registrazione audio, le immagini digitali e la misurazione dei segnali nei dispositivi elettronici.
Sinteticamente possiamo dire che la conversione Analogico/Digitale (A/D) è il processo di digitalizzazione di una grandezza analogia in un digitale.
La conversione viene effettuata tramite i seguenti processi:
-Processo di campionamento
-Processo di quantizzazione
-Processo di codifica

Qui di seguito uno schema del processo di conversione analogico/digitale

Qui di seguito alcuni punti importanti mostrati come domande?

1-A cosa è uguale la frequenza di campionamento?
L’inverso del periodo di campionamento è detto frequenza di campionamento fC = 1/TC e si misura in campioni al secondo (sample/s) o Hertz.
Qui di seguito la formula:

Dove:
fc = frequenza di campionamento
Tc = periodo di campionamento

2-Cosa è un segnale analogico?
Il segnale analogico è un segnale a tempo continuo e valori continui

3-Come è vista la frequenza di campionamento secondo il teorema di Shannon

Il Teorema di Shannon, o Teorema di Nyquist-Shannon, stabilisce che per poter campionare correttamente un segnale analogico senza perdere informazioni (evitare il fenomeno di aliasing), la frequenza di campionamento (fc) deve essere almeno il doppio della frequenza massima del segnale (fmax)

4-QUando si verifica il fenomeno di aliasing cosa succede?
Il segnale campionato non descrivere esattamente il segnale analogico iniziale per la presenza di componenti indesiderate.
In sintesi, l'aliasing è causato da un campionamento insufficiente che porta a una distorsione del segnale digitale rispetto a quello analogico.

5-Cosa è l'errore di quantizzazione?
L'errore di quantizzazione è la differenza tra il valore nominale di un intervallo di quantizzazione e il valore effettivo del livello analogico corrispondente

6-Cosa potrebbe generare la codifica codice binario puro?
Potrebbe generare errori nella trasmissione.
La codifica binario puro rappresenta i dati utilizzando solo due simboli: 0 e 1. Sebbene sia un metodo molto semplice ed efficiente per rappresentare informazioni, è anche suscettibile a errori durante la trasmissione. Questo può accadere per diversi motivi, come interferenze nel canale di comunicazione, disturbi elettrici o errori nei dispositivi di trasmissione.

7-Cosa è la quantizzazione?
La quantizzazione è la discretizzazione dell’asse delle ordinate cioè delle ampiezze del segnale.
I valori delle ampiezze assunti dal segnale sono raggruppati in un determinato numero di insieme detti intervalli di quantizzazione.

8-Quanti sono i processi della quantizzazione?
In generale, il processo di conversione A/D consta di tre stadi: Campionamento, quantizzazione, codifica.

9-Che cosa è il periodo di campionamento?
Esso è l'intervallo di tempo che intercorre tra due istanti successivi di campionamento.

10-Che cosa è la conversione analogico/digitale?
Un processo di digitalizzazione.
La conversione A/D (analogico-digitale) è il processo attraverso il quale un segnale analogico, che può assumere un numero infinito di valori, viene trasformato in un formato digitale, cioè un insieme di numeri discreti.

Conclusioni
La conversione A/D rappresenta quindi il processo di trasformazione di un segnale, di un’immagine o di un documento in un formato digitale interpretabile da un calcolatore, cioè in un codice binario fatto da combinazioni di 0 e 1. I sistemi che trasformano un segnale analogico nel corrispondente segnale digitale sono detti convertitori analogico-digitali (ADC).

Domanda
La conversione analogico/digitale è forse uno dei processi più studiati nelle scuole superiori, ricordate di aver fatto anche voi delle lezioni a scuola riguardo questo processo?

THE END