Corso Segnale e Rumore - 2011

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Corso di III livello del dottorato di ricerca in "Metrologia: scienza e tecnica delle misure" - Politecnico di Torino.

CODICE CORSO: 02IYHKJ



Calendario provvisorio del corso 2011:

settembre

• lunedì_____19: 14.30-17.30;
• mercoledì__21: 14.30-17.30___CANCELLATO___;
• venerdì____23: 09.30-12.00;
  
• lunedì_____26: 14.30-17.30 ----> 10.00-12.00;
• mercoledì__28: 14.30-17.30;
• venerdì____30: 09.30-12.00;
  ottobre
  
• lunedì_____03: 14.30-17.30;
• mercoledì__05: 14.30-17.30___CANCELLATO___;
• venerdì____07: 09.30-17.30.

Le Lezioni si svolgeranno nella saletta seminari - edificio M - piano semiterrato
INRIM (ex IEN Galileo Ferraris)
Strada delle Cacce 91 - Torino

Programma del corso:

• Introduzione: sistemi lineari e stazionari; fluttuazioni casuali, derive e disturbi;
  processi stocastici stazionari in senso lato, funzione di autocorrelazione e spettro di potenza;
  risposta di un sistema elettrico ad un segnale di ingresso casuale.
  
• Meccanismi di rumore: rumore termico, rumore shot, rumore 1/f, passeggiata casuale.
  
• Varianza e varianza a due campioni (di Allan): tempo di integrazione di una misura e numero finito di misure.
  
• Descrizione del rumore nei bipoli: generatori equivalenti di tensione (di corrente) di rumore, rumore kT/C.
  
• Descrizione del rumore nei doppi bipoli: impedenza di correlazione, cifra di rumore, temperatura di rumore;
  adattamento con trasformatore, con amplificatori in parallelo;
  cifra e temperatura di rumore di doppi bipoli in cascata; misura della cifra di rumore.
  Temperatura efficace di rumore: temperatura di antenna; Noise Equivalent Power (NEP).
  
• Amplificatori operazionali: principali configurazioni e modello equivalente di rumore.
• Rumore nei transistori bipolari, ad effetto di campo, nei fotodiodi.
  Fotorivelazione coerente e non.
  Misure differenziali e bilanciate: ponte di Wheastone; amplificatori da strumentazione.
• Interferenze e disturbi: disaccoppiamento, schermature e ritorni di massa;
  potenziali termoelettrici, resistenze di isolamento, potenziali triboelettrici.
• Rivelazione di segnali: filtri (filtro RC, filtro a media mobile, filtro a mediana);
  correlazione (con un segnale di riferimento, con lo stesso segnale in misura ritardato, Twiss-Brown);
  analisi spettrale (Teorema di Nyquist, risoluzione spettrale, finestratura).
  Sequenze pseudocasuali.
  
• Conversione analogico-digitale: Nyquist, sottocampionamento e aliasing, quantizzazione, errori di guadagno e offset, rumore di quantizzazione, rapporto segnale/rumore.
  
• Tecniche di misura: medie multiple, filtri adattati, "box-car integrator" e rivelazione sincrona.
  
• Strumenti: contatore elettronico (incertezza di quantizzazione, interpolatore), doppio integratore.

Appunti del corso:

• Lezione 1: processi stocastici (1008 kb), processi di rumore (854 kb), varianza di Allan (668 kb);
• Lezione 2: descrizione del rumore nei bipoli e doppi bipoli elettrici (1290 kb); rumore nei dispositivi elettronici (4725 kb); rumore di partizione (156 kb); fotorivelatori (531 kB)
• Lezione 3: Slepian box (104 kb), Thermodynamics & Noise;
• Lezione 4: Grounding, shielding and guarding" (3033 kb), Low noise electronics (3351 kb); controllo di temperatura
• Lezione 5: Riferimenti di tensione, elaborazione segnale, FFT (5012 kb); campionamento e quantizzazione, ADC;
• Lezione 6: Strumenti, Slepian box, filtraggio e correlazione, filtro di Wiener,filtro adattato, box-car integrator, lock-in (1799 kb);
  

Disclaimer



...for further information

BOOKS

• Felix Zandaman, Paul-René Simon, Joseph Szwarc, Resistor Theory and Technology Vishay Intertechnology 2001
• Walt Jung (Ed.), Op Amp Applications Handbook Elsevier 2005 ISBN 0-7506-7844-5
• Madhu S. Gupta, Electrical Noise: Fundamentals & Sources IEEE Press 1977 ISBN 0-87942-085-5
• Ronald W. Potter, The art of Measurement - Theory and Practice Prentice Hall 2000 ISBN 0-13-026174-2
• Fluke Corporation, Calibration: Philosophy in Practice 2nd Ed. Fluke Corporation 1994 ISBN 0-9638650-0-5
• ...more to come

• Tutto quello che volevate sapere sul rumore di fase e non avete mai osato chiedere;

Author: Giorgio Brida, Last updated: 17 september 2008.