Grandezze analogiche e grandezze digitali.

è noto che le grandezze reali variano con continuità mentre il computer è in grado di eseguire elaborazioni solo su grandezze digitali; queste  variano per quantità discrete e sono rappresentabili utilizzando due sole cifre, zero e uno (Bit).

Praticamente in natura non esistono grandezze che si possano considerare di tipo digitale; grandezze come la temperatura, l'intensità di illuminamento, il livello di pressione sonora, l'altezza di un liquido in un recipiente, lo spazio percorso da un mobile ecc., sono tutti esempi di grandezze analogiche.

Fig.1: Nella figura è rappresentata una grandezza di tipo analogico a sinistra, di tipo digitale a destra.

Una qualunque grandezza analogica può sempre essere trasformata, mediante i cosiddetti trasduttori, in una tensione elettrica, variabile con continuità.

Fig.2: Circuito elettrico per la trasduzione del segnale.

Nel circuito di figura 2, la tensione letta dal voltmetro aumenta quando diminuisce il valore della resistenza variabile; se questa diminuzione è dovuta all'aumento di una qualsiasi grandezza, allora vi sarà, entro determinati limiti, una proporzionalità tra la grandezza in oggetto e la tensione ai capi di R.

Fig.3: In questo esempio la resistenza elettrica del potenziometro diminuisce all'aumentare dell'altezza del liquido.

La figura illustra un dispositivo mediante il quale è possibile convertire la variazione di altezza di un liquido in una tensione elettrica. Infatti se il potenziometro funziona da resistenza di ingresso del circuito di fig.2, allora all'aumentare dell'altezza del liquido si registrerà un aumento della tensione V.

Per far si che queste grandezze possano essere elaborate dal computer, esse devono essere trasformate in grandezze digitali. Tale funzione viene svolta da un particolare circuito integrato che prende il nome di convertitore analogico-digitale (ADC).

Fig.4: A seconda della tensione presente in ingresso, i piedini D0, D1.....,D7 assumono lo stato logico 0 o 1 (cioè sul piedino può essere presente solamente una tensione nulla, corrispondente allo stato logico 0, o 5 volt, stato logico 1). Quando tutti questi piedini sono allo stato logico 1, il numero corrispondente è 255 (8 bit).

L'ADC è un circuito integrato; tra i due piedini di ingresso si possono applicare tensioni variabili tra zero e un valore massimo (FSR) ; una qualunque tensione in ingresso viene trasformata in un numero compreso tra zero ed un valore massimo che dipende dalle caratteristiche del convertitore; ad esempio per un ADC a 8 bit, come quello rappresentato in figura, tale limite superiore è 255 (2⁸ -1).

Ma come opera un convertitore?

Uno dei metodi è quello detto per approssimazioni successive.