bufferizzazione ADC

[EcoTan]

Può darsi che io stia pensando una super-cavolata:
negli oscilloscopi digitali c'è un ulteriore campionamento finale che è dato dalla risoluzione orizzontale dello schermo (pixel).
Se regoliamo i msec/div su un valore elevato, perché vogliamo osservare la frequenza di rete, non penso che il filtro anti-aliasing in hardware sia capace di adeguarsi fornendo una frequenza di taglio bassa (o forse questa volta possiamo sul serio fare un anti-aliasing in software sul segnale già correttamente digitalizzato nella propria banda?).
Se poi ci sono delle componenti del segnale originale analogico a frequenza più alta, per esempio PWM, siamo sicuri che queste vengano correttamente rappresentate sul display come una nuvoletta al posto giusto o anche come nulla, o possono nascere effetti strani distorcenti?

[venexian]

La questione è molto più complessa. Il segnale digitalizzato non è la rappresentazione dello spettro del segnale originale, ma la sua ripetizione continua a distanza di multipli della frequenza di campionamento. Per ottenere nuovamente il segnale rappresentabile graficamente è necessario filtrare con un filtro a scalino solo il primo spettro, quello centrato sull'origine. Questo filtraggio è definito anche correzione 'sin(x)/x' che è la soluzione teorica al problema. Ci sono altri filtraggi, alcuni di dominio pubblico, altri proprietari delle varie case costruttrici che dipingono ognuna il proprio come il migliore. A questo si aggiungono tutte le soluzioni grafiche per visualizzare le condizioni diverse dai segnali stazionari (le famose nuvolette) e anche in questo caso le soluzioni sono proprietarie.

L'aliasing, qui, non c'entra proprio nulla.

[EcoTan]

Supponiamo che il segnale analogico sia una sinusoide a 50 Hz con sovrapposta un'onda quadra a 5 kHz.
Il campionamento supponiamo a 1 Msample/sec o più.
Mettiamo 10 msec/divisione per cui un periodo della sinusoide occupa 2 quadretti in orizzontale.
Supponiamo che non ci sia nessuno di quegli accorgimenti proprietari ma soltanto il trigger che fa partire la spazzolata al superamento di una soglia fissa.
Adesso supponiamo che disgraziatamente 2 quadretti contengano 100 pixel cioè un periodo dell'onda quadra a 5 kHz occupa esattamente 1 pixel.
Non succederà che l'onda quadra si presenta come se fosse una componente continua cioè sposta la traccia verso il basso? Questa sarebbe una rappresentazione fuorviante del segnale analogico.

[venexian]

Nella sua forma più semplice, un oscilloscopio ha la funzione di dare una rappresentazione grafica dell'andamento di una tensione nel tempo. Sia che ne venga realizzata una versione analogica, sia una versione digitale, il progettista si troverà a dover far fronte a una serie di possibili distorsioni del segnale. Dal partitore di ingresso, fino alla rappresentazione sullo schermo. Alcune di queste sorgenti di distorsione sono comuni per le due tipologie di strumento, altre sono specifiche per l'una o l'altra versione. Del primo gruppo fa parte, per esempio, la linearità dell'amplificatore di ingresso. La rappresentazione del segnale sullo schermo ha invece peculiarità diverse: nella versione analogica la linearità di amplificatori e CRT, nella versione digitale il superamento di errori di rappresentazione dell'informazione digitale. L'esempio che hai fatto cade in quest'ultima fattispecie. Nella progettazione di un oscilloscopio digitale, sbattere sullo schermo i valori memorizzati, decimati in funzione del numero di pixel è cattiva progettazione e, come tale, darà cattivi risultati. Ciò che deve fare il progettista di un oscilloscopio digitale è un lavoro più complesso che viene definito 'rendering'. Una volta stabilito l'intervallo temporale e quello di ampiezza da visualizzare, l'operazione di rendering deve disegnare sullo schermo un'immagine che rappresenti al meglio il contenuto informativo memorizzato che corrisponde a quegli intervalli. Il come farlo è know-how del costruttore, è uno di quei particolari che differenziano un Tektronix da 20 000 Euro da un qualsiasi Chin Chao da 200. Giusto per dare un'idea, la rappresentazione che hai ipotizzato nell'esempio sfrutta un solo bit per pixel, mentre potrebbero esserne utilizzati molti di più, con un singolo colore, come i Tek della serie TDS o con colori multipli come caratteristico per i LeCroy. La rappresentazione pixel-bang, cioè lo sbattere sullo schermo una copia della memoria, non è utilizzata praticamente da nessuno se non in quei giocattoli da 10 o 20 Euro, o in certi progetti universitari di alcun valore linkati anche su questo sito. E' uno dei motivi per i quali quegli strumenti vanno presi con le pinze e considerati per ciò che sono e non solo per il prezzo accattivante al quale vengono proposti. Va aggiunto anche che gli attuali processori permettono a costi ridicoli di fare rendering di segnali che possono competere onorevolmente con gli strumenti di case di riferimento, ma, come per tutte le cose, bisogna sapere come farlo...