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INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2006

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • ELECTRICITY
    • BASIC ELECTRONIC CIRCUITRY
      • CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL (using fluidic means F15C4/00; optical analogue/digital converters G02F7/00; coding, decoding or code conversion, specially adapted for particular applications, see the relevant subclasses, e.g. G01D, G01R, G06F, G06T, G09G, G10L, G11B, G11C, H04B, H04L, H04M, H04N; ciphering or deciphering for cryptography or other purposes involving the need for secrecy G09C) [C9507]
  • PHYSICS
Classificazione geografica
Bibliografia
[1] “INL reconstruction of A/D converters via parametric spectral estimation”-Attivissimo, F. et al.-IEEE Tr.on IM-Aug.2004-pp.940-946.
[2] “A/D converters nonlinearity measurement and correction by frequency analysis and dither” -
Adamo,F. et al.-IEEE Tr.on IM-Aug.2003-pp.1200-1205.
[3] “FFT test of A/D converters to determine the integral nonlinearity”-Adamo, F. et al.-IEEE Tr.on IM-Oct.2002-pp.1050-1054.
[4] “Low-cost accurate characterization of FM sine wave generators”-Attivissimo, F.et al.-IEEE Tr.on IM- April 1998-pp.384-389.
[5] “Fast and accurate ADC testing via an enhanced sine wave fitting algorithm”-Giaquinto, N.; Trotta, A.-IEEE Tr.on IM - Aug.1997 pp.1020-1025.
[6] “Testing and optimizing ADC performance: a probabilistic approach”-Giaquinto, N. et al.-IEEE Tr.on IM-April 1996-pp.621-626.
[7] “Measuring the static characteristic of dithered A/D converters”-Adamo, F. et al.- Measurement-Dec. 2002-pp.231-239.
[8] “Standardizing the metrological assessment of waveform digitizers: problems and perspectives”-Attivissimo, F. et al.- Measurement-June, 2002-pp.247-252.
[9] “Metrological qualification of data acquisition systems”-Giaquinto, N. et al.- Computer Standards & Interfaces-Sept. 1998-pp.219-229.
[10] “A state of the art on ADC error compensation methods”-Balestrieri, E. et al.-Proc. IEEE IMTC-May 2000-vol.1-pp.711-715.
[11] “A state of the art on ADC modelling”-Arpaia, P. et al.-Comp. Stand. & Interf.-vol.26-2004-pp.31-42.
[12] “Characterisation of digitizer timebase jitter by means of the Allan variance”-Arpaia, P. et al.-Comp. Stand. & Interf.-vol. 25-2003-pp. 15-22.
[13] “Approaches to evaluate the virtual instrumentation measurement uncertainties”-Nuccio, S.; Spataro, C.-IEEE Tr.on IM- Dec.2002-pp.1347-1352.
[14] “A virtual instrument for measurement of flicker”-Caldara, S.; Nuccio, S.; Spataro, C.-IEEE Tr.on IM-Oct.1998-pp.1155-1158.
[15] “A nonlinear dynamic S/H-ADC device model based on a modified Volterra series: identification procedure and commercial CAD tool implementation”-Traverso, P.A. et al.-IEEE Tr.on IM-Aug.2003-pp.1129-1135.
[16] “A modified Volterra series approach for nonlinear dynamic systems modelling”-Mirri, D. et al.- IEEE Tr.on Circuits and Systems I-Aug.2002-pp.1118-1128.
[17] “The effect of time-jitter in equispaced sampling wattmeters”-Mirri, D. et al.-IEEE Tr.on IM-June 1998-pp.720-727.
[18] “Finite memory non-linear model of a S/H-ADC device”-Mirri, D. et al.- Measurement-June 1999-pp.265-283.
[19] “A high-resolution digital time-interval measurement instrument”-Mirri, D.; Pasini, G.; Iuculano, G.; Filicori, F.; Pellegrini, G.; et.al.- Measurement-Nov. 1997-pp.129-140.
[20] “A non-linear dynamic modelling approach for the characterization and error compensation in sampling oscilloscopes”-Mirri, D. et al.- Measurement-Nov. 1997-pp.97-112.
[21] “Measurement uncertainty in a multivariate model: a novel approach”-Iuculano, G. et al.-IEEE Tr.on IM-Oct.2003-pp.1573-1580.
[22] IEEE Std 1057-1994-“IEEE standard for digitizing waveform recorders”-1994.
[23] IEEE Std 1241-2000-“IEEE standard for terminology and test methods for analog-to-digital converters”-2000.
[24] IEC 62008:2005-07(EN 62008-2005-10): Performance characteristics and calibration methods for digital data acquisition systems and relevant software. (CEI 85-35 - Caratteristiche di prestazione e metodi di taratura per sistemi di acquisizione dati e per il software relativo)
[25] BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, IUPAP, and OIML.Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement, 1995.ISBN 92-67-10188-9, Second Edition.
[26] “Uncertainty of ADC random noise estimates obtained with the IEEE 1057 standard test”-Alegria, F.A.C.; Serra, A.M.C.-IEEE Tr.on IM-Feb.2005-pp. 110-116.
[27] “An FFT-based method to evaluate and compensate gain and offset errors of interleaved ADC systems”-Pereira, J.M.D.; Girao, P.M.B.S.; Serra, A.M.C.-IEEE Tr.on IM-April 2004-pp. 423-430.
[28] “Performance of data acquisition systems from the user's point of view”-Alegria, F.; Girao, P.; Haasz, V.; Serra, A.M.C.-IEEE Tr.on IM-Aug.2004-pp. 907-914.
[29] “Representation and measurement of nonlinearities in stimulus signals”-Martins, R.C.; Serra, A.M.C.-IEEE Tr.on IM-Aug.2003-pp.1160-1165.
[30] “Variance of the cumulative histogram of ADCs due to frequency errors”-Alegria, F.A.C.; Serra, A.M.C.-IEEE Tr.on IM-Feb.2003-pp.69-74.
[31] “Performance analysis of an ADC histogram test using small triangular waves”-Alegria, F.; Arpaia, P.; da Cruz Serra, A.M.; Daponte, P.-IEEE Tr.on IM-Aug.2002-pp.723-729.
[32] “A comprehensive phase-spectrum approach to metrological characterization of hysteretic ADCs”-Monteiro, C.L.; Arpaia, P.; Serra, A.M.C.-IEEE Tr.on IM-Aug.2002-pp.756-763.
[33] “Modeling and characterization of sigma-delta analog-to-digital converters”-Arpaia, P.; Cennamo, F.; Daponte, P.; Schumny, H.-IEEE Tr.on IM- June 2003-pp.978-983.
[34] “Analytical a priori approach to phase-plane modeling of SAR A/D converters”-Arpaia, P.; Daponte, P.; Michaeli, L.-IEEE Tr.on IM-Aug.1998-pp.849-857.
[35] “A dynamic error model for integrating analog-to-digital converters”-Arpaia, P.; Daponte, P.; Michaeli, L.-Measurement-June 1999-pp.255-264.
[36] “Standardisation of DAQ systems with regard to EMC”-Haasz, V.; Schumny, H.-Measurement-June 2002-pp.223-230.
[37] “Influence of disturbance on measurement precision using AD plug-in boards”-Haasz, V.; Pištínek, F.-Measurement-Sept. 2000-pp.115-122.
[38] “Linearization of nonlinear dynamic systems”-Schoukens, J. et al.-IEEE Tr.on IM-Aug.2004-pp.1245-1248.
[39] “Identification of Volterra kernels using interpolation”-Nemeth, J.G.; Kollar, I.; Schoukens, J.-IEEE Tr.on IM-Aug.2002-pp.770-775.
[40] “An identification technique for data acquisition characterization in the presence of nonlinear distortions and time base distortions”-Vandersteen, G.; Rolain, Y.; Schoukens, J.-IEEE Tr.on IM-Oct.2001-pp.1355-1363.
[41] “Static nonlinearity testing of digital-to-analog converters”-Vargha, B.; Schoukens, J.; Rolain, Y.-IEEE Tr.on IM-Oct.2001-pp.1283-1288.
[42] “Signal reconstruction for non-equidistant finite length sample sets: a “KIS” approach”-Rolain, Y.; Schoukens, J.; Vandersteen, G.-IEEE Tr.on IM-Oct.1998-pp.1046-1052.
[43] “A sinewave fitting procedure for characterizing data acquisition channels in the presence of time base distortion and time jitter”-Schoukens, J.; Pintelon, R.; Vandersteen, G.-IEEE Tr.on IM-Aug.1997-pp.1005-1010.
[44] “Study of the influence of clock instabilities in synchronized data acquisition systems”-Schoukens, J.; Louage, F.; Rolain, Y.-IEEE Tr.on IM-April 1996-pp.601-604.
[45] “An improved sine-wave fitting procedure for characterizing data acquisition channels”-Pintelon, R.; Schoukens, J.-IEEE Tr.on IM-April 1996-pp.588-593.
[46] “A critical note on histogram testing of data acquisition channels”-Schoukens, J.-IEEE Tr.on IM-Aug.1995-pp.860-863.
[47] “DNL ADC testing by the exponential shaped voltage”-Holcer, R.; Michaeli, L.; Saliga, J.
- IEEE Tr.on IM-June 2003-pp.946-949.
[48] “A new bidimensional histogram for the dynamic characterization of ADCs”-Acunto, S. et al.-IEEE Tr.on IM-Feb.2003-pp.38-45.
[49] “Using sine wave histograms to estimate analog-to-digital converter dynamic error functions”-Larrabee, J.; Irons, F.H.Hummels, D.M.-IEEE Tr.on IM-Dec.1998-pp.1448-1456.
[50] “Quantization effects in the polyphase N-path IIR structure”-Krukowski, A.; Morling, R.C.S.; Kale, I.-IEEE Tr.on IM-Dec.2002-pp.1271-1278.
[51] “Efficient architectures for time-interleaved oversampling delta-sigma converters”-Kozak, M.; Karaman, M.; Kale, I.-IEEE Tr.on Circuits and Systems II-Aug.2000-pp.802-810.
[52] “Novel topologies for time-interleaved delta-sigma modulators”-Kozak, M.; Kale, I.-IEEE Tr.on Circuits and Systems II-July 2000-pp.639-654.
[53] “Narrow-band variable center frequency single-loop and multistage sigma-delta modulators for bandpass signals”-Al-Janabi, M.; Kale, I.; Morling, R.C.S.-IEEE Tr.on IM-Oct.1999-pp.873-877.
Parole Chiave
CONVERTITORI A/D E D/A, SISTEMI DI MISURA, CALIBRAZIONE, PRESTAZIONI SISTEMI DI MISURA, MISURE ELETTRONICHE, ERRORI ED INCERTEZZA, FIGURE DI MERITO, ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI DI MISURA, NORMATIVA STANDARD DI QUALIFICAZIONE

SVILUPPO DI METODI INNOVATIVI PER LA CARATTERIZZAZIONE, MODELLIZZAZIONE E CORREZIONE DELLE NON IDEALITA' DI CANALI DI CONVERSIONE A/D E D/A, AL FINE DI CONTRIBUIRE ALL'ARMONIZZAZIONE ED ALL'AGGIORNAMENTO DELLA NORMATIVA INTERNAZIONALE DEL SETTORE

Politecnico di Bari
Abstract
Il programma di ricerca si pone come obiettivo il miglioramento delle prestazioni delle apparecchiature basate sulla conversione A/D e D/A (dalla strumentazione di misura fino agli ADC e DAC integrati) mediante lo sviluppo di metodi per la misura accurata e la rimozione degli errori di conversione (comprendendo, ove applicabile, gli errori causati dai blocchi di trasduzione e condizionamento del segnale). Un ulteriore obiettivo è quello di estendere la teoria dell’incertezza di misura agli errori dinamici di conversione, mettendo in grado i costruttori di qualificare correttamente le non idealità nei fogli caratteristici, e gli utenti di tenere conto correttamente delle cifre fornite per calcolare l’incertezza nella conversione. La ricerca, svolta per le parti di competenza dalle cinque sedi coordinate, ha tra le sue finalità quella di contribuire concretamente al miglioramento e alla armonizzazione degli standard internazionali nel settore, che attualmente presentano varie discrepanze e ovvie manchevolezze rispetto allo stato della tecnica.

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Mario Savino Politecnico di BARI
Obiettivo del Programma di Ricerca
La conversione di segnali elettrici dal dominio analogico a quello digitale, e viceversa, è l’operazione chiave in innumerevoli apparecchiature e tecnologie elettroniche. Dagli strumenti di misura alle apparecchiature biomedicali, dai radar ai telefoni cellulari, quasi ogni moderna apparecchiatura elettronica richiede che un’informazione, sotto forma di segnale, passi una o più volte tra i domini analogico e digitale.

Un obiettivo finale della ricerca può essere, quindi, così enunciato:

1) compiere un ulteriore, e più ampio possibile, passo in avanti nel miglioramento delle prestazioni dei convertitori A/D e D/A.

Un obiettivo intermedio, e di importanza in realtà non minore, è:

2) comprendere meglio – dal punto di vista sia matematico che tecnologico – i meccanismi d’errore nei sistemi di conversione A/D e D/A.

In questo ambito si vuole raggiungere un ulteriore risultato la cui importanza è molto sentita, per esempio, dagli utenti finali della strumentazione di misura, e in generale da chi deve scegliere cosa acquistare per realizzare il proprio specifico progetto o applicazione:

3) determinare le figure di merito più rappresentative per qualificare le prestazioni dei sistemi di conversione A/D e D/A.

Infine, un risultato finale concreto del progetto, che i proponenti inseriscono anche ai fini di una agevole valutazione ex-post del lavoro svolto, è il seguente:
>>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Per le ragioni illustrate nella sezione precedente (obiettivo del programma), la base di partenza scientifica della ricerca è estremamente estesa e complessa. Infatti, poiché una conversione A/D o D/A più accurata e veloce è la condizione base per un numero enorme di applicazioni pratiche, il tema è stato studiato praticamente da ogni possibile angolazione, generando una bibliografia letteralmente sterminata. Nel seguito si cercherà, comunque, di mettere in evidenza i dati più rilevanti che servono da guida per il presente programma di ricerca.

Misurare e rimuovere gli errori che “sporcano” un segnale nella conversione A/D e D/A non è un compito semplice, soprattutto perché nell’operazione si sovrappongono effetti indesiderati di tipo molto diverso, che non è facile isolare. Una classificazione molto “naturale” e spesso adottata è la seguente.

1) errori nella base dei tempi (scelta degli istanti di campionamento):
1.1) errori casuali di campionamento (jitter di campionamento, jitter del trigger)
1.2) errori sistematici di campionamento, di tipo lineare (errore nella frequenza di campionamento, ritardo del trigger)
1.3) errori sistematici di campionamento, di tipo non lineare (distorsione della base dei tempi)

2) errori nella conversione dell’ampiezza (scelta dei livelli analogici o digitali da generare nell’istante di campionamento)
2.1) errori casuali di ampiezza (rumore termico, ecc.)
2.2 >>>