Realizzazione di test dimostrativi per laboratori di misure didattici

The oscilloscope is a fundamental measurement tool in the electronic engineering field. It allows not only the visualization and the detailed analysis of signals both in the time and in the frequency domain, but it is also able to produce, at least in specific models, a vast ensemble of arbitrary waveforms. Its practical uses are numerous: in fact, it allows to precisely analyze the behavior of electronic circuits, for example, with problem-solving purposes and it can be employed in their projecting, developing and conformity and quality tests phases. In this work, therefore, it will be firstly reported an introduction of the instrumentations used in the laboratories and of the fundamental theoretical aspects of the frequency analysis, delving into the Fourier transform and its properties; then, the test conducted in the laboratory with educational purposes, that, as it will be seen, they will consist in comparing the spectrum of signals that are defined as in the theory and the one actually observed in the oscilloscope, will be explained. In the end, it will follow the analysis of the differences arisen from the tests and a comment about the results. As it will be demonstrated, the reported tests resulted to be extremely interesting and, above all, formative from an educational point of view, particularly for future work application in this field.

L’oscilloscopio è uno strumento di misura fondamentale nel settore dell’ingegneria elettronica. Questi consente non solo la visualizzazione e l’analisi dettagliata di segnali sia nel dominio nel tempo che in frequenza, ma è anche in grado, in alcuni modelli specifici, di produrre un vasto insieme di forme d’onda arbitrarie. I suoi usi pratici sono molteplici: permette difatti di analizzare con precisione il comportamento dei circuiti elettronici con finalità, ad esempio, di risoluzione di problemi e viene anche impiegato nelle fasi di progettazione, sviluppo e verifica di conformità e qualità di questi. In questo elaborato si andrà perciò a riportare innanzitutto un’introduzione della strumentazione utilizzata nei laboratori e dei concetti teorici fondamentali dell’analisi in frequenza, approfondendo la trasformata di Fourier e le sue proprietà; successivamente verranno spiegati i test effettuati a scopo didattico in laboratorio con la strumentazione sopra descritta che, come si vedrà, riguarderanno il confronto tra lo spettro dei segnali definiti nella teoria e quello effettivamente visualizzato nel display dell’oscilloscopio. Seguirà infine l’analisi delle differenze sorte dai test e un commento dei risultati. Come si dimostrerà, i test riportati sono risultati essere estremamente interessanti e soprattutto formativi dal punto di vista didattico, in modo particolare per applicazioni in futuri lavori in questo contesto.