ITRM20080688A1 - Metodo a feedback variabile di condizionamento di segnali e relativo sistema di acquisizione, analisi spettrale e gestione digitale dei dati - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

della domanda di brevetto per invenzione industriale dal TITOLO:

“Metodo a feedback variabile di condizionamento di segnali e relativo sistema di acquisizione, analisi spettrale e gestione digitale dei dati”

Campo dell’invenzione

La presente invenzione è relativa ad un metodo a feedback variabile per il condizionamento l’acquisizione e l’analisi spettrale di segnali misurati in ambienti diversi (a terra, nello spazio, in laboratorio). Il metodo è particolarmente indicato nei casi in cui si debba effettuare un’analisi multicanale di un segnale analogico misurato, cioè un’analisi relativa a parti diverse dello stesso segnale, suddiviso in più canali o bande di frequenza, le quali risultino quindi caratterizzate da ampiezze diverse che fluiscono contemporaneamente nel sistema di acquisizione. Lo stesso metodo esalta ulteriormente le sue caratteristiche qualora in aggiunta alla gestione multicanale suddetta si debbano trattare dati multiparametrici (cioè dati relativi a segnali di diversa natura associati a parametri o campi diversi tra di loro).

I principali campi di applicazione del Metodo secondo l’invenzione sono: 1. Acquisizione con alta risoluzione dinamica di segnali con alta variabilità del contenuto spettrale nelle diverse bande di frequenza.

2. Analisi spettrale ad alta efficienza in condizioni di basso consumo, minimo ingombro, minimo costo, semplicità di installazione e manutenzione.

3. Acquisizione in continuo di segnali fortemente variabili che richiedano una calibrazione ciclica dei guadagni nelle varie bande di frequenza.

4. Sondaggio e/o monitoraggio multiparametrico, e non, in ambito spaziale, aeronautico, delle telecomunicazioni, della navigazione e in di varie regioni spaziali vicine e lontane dalla Terra.

5. Monitoraggio e/o sondaggio del territorio attraverso reti di misura multiparametriche, e non, per il controllo regionale e locale del Pianeta. 6. Caratterizzazione dell’ambiente terrestre e/o spaziale circumterrestre.

7. Misure di laboratorio per applicazioni particolari che ne richiedano e/o consiglino l’uso, in quanto strumentazione di processo, rispetto a quelle, assai più costose, adatte ad una generalità di casi.

8. Acquisizione di segnali analogici che necessitino particolarmente della modularità del sistema di misura e di flessibilità nella scelta delle bande di frequenza e dei nei guadagni delle amplificazioni.

Vengono date appresso le seguenti definizioni, collegate per semplicità alle applicazioni di cui sopra.

Peso o fattore di ponderazione. In senso statistico per “peso” o “fattore di ponderazione” si intende una costante assegnata ad un elemento di una popolazione quale misura dell’importanza dell’elemento rispetto agli altri appartenenti alla stessa popolazione.

Filtro. Per “filtro” si intende un dispositivo che selettivamente fa passare o blocca segnali entranti in un sistema in accordo con i requisiti specifici di quel sistema.

Amplificatore. Per “amplificatore” si intende un dispositivo che aumenta l’ampiezza di un segnale in ingresso relativamente piccolo senza alterarne le sue caratteristiche.

Convertitore Analogico-Digitale (o ADC) . Per “convertitore analogicodigitale” si intende un dispositivo che converte un segnale analogico continuo in valori digitali discreti.

Range dinamico. Per “range dinamico” si intende un intervallo di ampiezze di un segnale sul quale un dispositivo (ad esempio amplificatore o convertitore analogico-digitale) è capace di operare producendo un’uscita adeguata.

Integrazione (o Somma o Σ). Per “integrazione o somma” si intende un processo di coordinamento che consiste nel combinare azioni o elementi differenti in un’unica funzione.

Spettro. Intervallo di frequenze (o di lunghezze d’onda) in un dato sistema aventi una caratteristica comune assegnata.

FT. Per “FT” si intende la trasformata di Fourier F di una funzione reale, o complessa, f di una variabile reale t, definita dalla relazione:

La transizione da f ad F è detta Trasformazione di Fourier. Generalmente F è complessa anche per f reali.

FFT. Per “FFT” si intende una trasformata veloce di Fourier, cioè un algoritmo per calcolare rapidamente la Trasformata di Fourier (FT)

DFT. Con “DFT” si intende un qualunque algoritmo di calcolo esatto o approssimato della Trasformata di Fourier discreta (Discrete Fourier Transform). Tuttavia nel seguito e negli allegati le abbreviazioni FT, FFT o DFT saranno usate indifferentemente.

Feeback. Per “feedback” si intende il ritorno di parte dell’uscita di un sistema sull’ingresso del sistema stesso.

CPU. Per “CPU” si intende l’acronimo dell’espressione Central Processing Unit, ossia unità centrale di processamento.

DSP. Per “DSP” si intende l’acronimo dell’espressione Digital Signal Processor, ossia elaboratore di segnali digitali.

FPGA. Per “FPGA” ci si riferisce all’acronimo dell’espressione Field Programmable Gate Array.

Arte nota.

I metodi e gli strumenti ad oggi noti per il condizionamento dei segnali ed i relativi sistemi di acquisizione e gestione digitale dei dati ad oggi noti e disponibili, con particolare riferimento ai limiti di impiego, si possono suddividere in strumenti di laboratorio (per usi generali) o dispositivi realizzati per specifiche esigenze (dispositivi di processo). I primi sono costituiti da analizzatori di spettro che pur consentendo analisi spettrali molto sofisticate, ridondanti rispetto all’uso specifico cui è destinata l’invenzione, non sono adatti ai campi di applicazione del metodo e relativo sistema secondo l’invenzione, essendo strumenti ingombranti e con consumo rilevante. Si tratta quindi di sistemi sovradimensionati rispetto alle necessità applicative in questione. Rispetto alla seconda categoria di dispositivi esistenti (quelli realizzati per esigenze specifiche, anche non di laboratorio), il metodo e relativo sistema secondo l’invenzione risultano nettamente superiori in originalità (con particolare riferimento al metodo di feedback, all’uso di un unico convertitore-analogico-digitale per la digitalizzazione di più segnali e alla utilizzazione ottimale del range dinamico del convertitore analogico-digitale stesso), prestazioni, costi, pesi ed ingombri.

Sommario dell’invenzione.

Costituisce oggetto della presente invenzione un metodo a feedback variabile costituito da tre moduli (modulo di condizionamento, modulo di acquisizione e modulo di elaborazione) tra di loro interconnessi per il condizionamento la digitalizzazione e l’elaborazione di segnali analogici misurati in ambienti diversi (a terra, nello spazio, in laboratorio). Tale schema progettuale permette di determinare con grande accuratezza lo spettro di un qualsiasi segnale analogico mediante i suddetti processi di condizionamento, digitalizzazione ed elaborazione. Il metodo consiste nel suddividere in diverse bande di frequenza (canali) un segnale analogico rivelato da apposito sensore e rendere paragonabili tra loro, con un opportuno processo di calibrazione, le diverse ampiezze presenti nei vari canali, assegnando a ciascuno di questi i relativi pesi e gestendone l’acquisizione con un unico convertitore analogico-digitale. In tal modo si ha una utilizzazione ottimale del convertitore analogico-digitale perché se ne massimizza il range dinamico. Il processo di calibrazione, necessario a determinare i pesi, viene effettuato dopo aver eseguito l’analisi spettrale (FFT) sull’uscita del convertitore analogico-digitale. In uscita dal modulo di elaborazione vi sarà lo spettro del segnale analogico in ingresso al modulo di condizionamento. L’invenzione ha numerosi pregi. Tra essi vanno annoverati la suddetta massimizzazione nell’uso del range dinamico del convertitore analogico-digitale, l’uso di un solo convertitore analogico-digitale per più bande di frequenza ed il metodo di feedback che consente di stimare i pesi da attribuire a ciascun canale e conseguentemente variare l’amplificazione della componente del segnale in ciascun canale. Inoltre contribuiscono all’originalità dell’invenzione e ne costituiscono uno dei pregi fondamentali, la possibilità di gestire contemporaneamente più segnali di diversa natura e una molteplicità di bande di frequenza per ciascun segnale. Altra peculiarità dell’invenzione è la possibilità di caratterizzare in modo quantitativo (multiparametrico) i diversi ambienti dove i vari segnali vengono misurati. Questo è possibile attraverso il suddetto metodo che consente di avere per ogni ambiente una grande articolazione di informazioni (diversi campi e parametri, diversi segnali, diverse bande di frequenza per ciascun segnale). Infine il metodo prescinde dal tipo e dalla natura del segnale da gestire. Così ad esempio il metodo consente di gestire un segnale acustico, ottico, meccanico, elettrico, magnetico ecc. una volta trasformato in segnale elettromagnetico analogico.

Breve descrizione della figura

Per una migliore comprensione dell’invenzione, in Figura 1 viene mostrato uno schema dell’invenzione.

Quanto illustrato nella figura è meramente esemplificativo e una persona esperta nel ramo può effettuare variazioni o modifiche che non dipartano dallo spirito e dall’ambito dell’invenzione. Si intende che tali variazioni e modifiche sono incluse nello scopo della descrizione e delle rivendicazioni.

La Figura 1 è uno schema a blocchi costituito da tre moduli tra di loro interconnessi per il condizionamento, l’acquisizione e l’elaborazione dei segnali. Tale schema è relativo ad un metodo a feedback variabile per il condizionamento di segnali che include il sistema per la gestione multicanale ed acquisizione digitale dei dati multiparametrici secondo l’invenzione.

Descrizione dettagliata dell’invenzione.

Il metodo oggetto della presente invenzione si applica ad un segnale S(t) analogico in ingresso e consente di ricostruire in uscita il suo spettrogramma ossia lo spettro S(ω) in funzione del tempo.

Il principio di funzionamento del metodo è basato sull’ottimizzazione continua dell’amplificazione per ciascuna singola banda di frequenze del segnale S(t) in ingresso in modo che tutte le ampiezze spettrali delle varie bande di frequenze siano confrontabili tra loro. Una volta noti i coefficienti di amplificazione (in generale variabili nel tempo), lo spettro S(ω) del segnale in ingresso viene quindi ricostruito ed inviato in uscita. La possibilità di variare il guadagno di ciascun canale in frequenza (in modo che le ampiezze spettrali in tutte le bande siano confrontabili) consente di sfruttare totalmente la risoluzione del convertitore Analogico Digitale (ADC). La variazione delle amplificazioni attraverso una procedura di calibrazione consente di ottimizzare la risoluzione dinamica del campionamento del segnale S(t) in tutte le bande senza “sprecare bits”. Questa flessibilità risulta particolarmente utile per segnali in cui il contenuto spettrale vari fortemente da una banda di frequenze all’altra. Ne segue che la risoluzione dinamica effettiva di digitalizzazione garantita dal metodo in oggetto è superiore a quella statica dell’ADC.

Configurazione e modularità

Il metodo è costituito da 3 moduli: “Modulo di condizionamento”, “Modulo di acquisizione” e “Modulo di elaborazione”. La suddivisione del metodo in moduli, descritta nel seguito e schematizzata in Figura 1, va intesa a solo titolo esemplificativo giacché le unità funzionali possono essere collocate e raggruppate in diverse configurazioni a seconda delle necessità applicative o tecnologiche. Lo schema funzionale descritto per ciascun modulo è realizzato sia attraverso dispositivi fisici (hardware) che con algoritmi di elaborazione e controllo (software). Tutti i moduli di seguito descritti posso essere installati su un'unica scheda elettronica o su schede distinte collegate tra loro. Nello schema di base (descritto nel seguito) il metodo si applica ad un segnale analogico in ingresso e restituisce in uscita il suo spettrogramma, è tuttavia possibile sfruttare la modularità del metodo per realizzare diverse architetture. In particolare, nel caso si vogliano analizzare contemporaneamente più segnali analogici in ingresso, è possibile un’architettura costituita da un unico modulo di elaborazione che gestisca contemporaneamente tanti sottosistemi quanti sono i segnali analogici in ingresso. Ciascun sottosistema sarà costituito da: 1 modulo di condizionamento ed 1 modulo di acquisizione e sarà in grado di acquisire separatamente un segnale analogico. Il modulo di elaborazione processerà contemporaneamente i vari segnali e restituirà parallelamente in uscita tutti gli spettri dei segnali in ingresso.

Modulo di condizionamento

Il modulo di condizionamento è costituita da: un amplificatore (K), un divisore ad N uscite, N filtri, N blocchi di amplificazione (A1,…,AN). Il modulo di condizionamento è collegato funzionalmente al modulo di acquisizione ed al modulo di elaborazione.

Il segnale analogico S(t) in ingresso al modulo di condizionamento viene amplificato dall’amplificatore K nel modulo di condizionamento. L’amplificatore K è ad uno o più stadi, di tipo variabile con guadagno programmabile su uno o più livelli. Il suo guadagno è indicato con K.

Il segnale in uscita da K viene diviso dal blocco divisore in N segnali distinti di eguale ampiezza e di identico contenuto in frequenza.

Gli N segnali vengono inviati in parallelo e separatamente ciascuno ad uno degli N filtri. La funzione di trasferimento dell’i-esimo filtro è Fi. Ciascun filtro è scelto in modo da selezionare un determinato intervallo di frequenze per il relativo segnale in ingresso. I segnali in uscita dei filtri sono detti canali (canale 1,…, canale N). Il numero N dei filtri dipende dal numero di intervalli di frequenza in cui si vuole suddividere ed analizzare il segnale S(t) analogico in ingresso. La situazione limite di N=1 è possibile e corrisponde ad una realizzazione del metodo con un solo intervallo di frequenze analizzato. Gli N filtri hanno caratteristiche diverse tra loro, possono essere ad elementi passivi o attivi con parametri caratteristici (frequenze caratteristiche, fattore di attenuazione, banda passante, ecc.) fissi o variabili a seconda della configurazione desiderata. Ciascun filtro può essere costituito da diversi stadi a seconda delle necessità di selezione delle frequenze e della qualità del filtraggio. Gli N filtri operano in parallelo, ciascuno su un canale.Una possibile scelta per l’insieme degli N filtri è costituita da N filtri passa banda centrati su bande adiacenti e consecutive in modo da coprire l’intero intervallo di frequenze del segnale S(t) in ingresso al modulo di condizionamento. Un’altra possibilità è scegliere filtri che sopprimano specifici intervalli di frequenze indesiderate nel segnale in ingresso.

Ciascuno degli N canali è inviato separatamente ad uno degli N blocchi di amplificazione (A1,…,AN). Il guadagno dell’i-esimo blocco di amplificazione è detto Ai. Ciascun blocco amplificatore può in generale essere composto da uno o più stadi. Gli amplificatori sono di tipo variabile con guadagno programmabile su uno o più livelli. Il segnale Siin uscita dall’i-esimo blocco di amplificazione è dato da<~>Si(t)= S(t)×K×Fi× Ai. I guadagni variabili (A1,…,AN) degli N blocchi di amplificazione sono impostati e variati (come di seguito descritto) durante la fase di calibrazione dal modulo di elaborazione. Una volta terminata la fase di calibrazione i blocchi di amplificazione mantengono le loro impostazioni fino alla successivo ciclo di calibrazione. Il processo di calibrazione viene attivato in fase di avvio dell’acquisizione e può essere ripetuto ciclicamente durante l’acquisizione. Gli N segnali S<~>

i(t) (i=1,…,N) in uscita dagli N blocchi di amplificazione (detti “segnali condizionati”) vengono inviati dal modulo di condizionamento al modulo di acquisizione.

Modulo di acquisizione

Il modulo di acquisizione è costituito da: un sommatore ed un ADC (Analog to Digital Converter). Gli N segnali analogici S<~>

i(t) (i=1,…,N) condizionati uscenti dal modulo di condizionamento sono inviati al sommatore che ne effettua la somma in un unico segnale analogico S<~>( t ) :

Impostando a zero i guadagni di tutti i canali tranne uno, è possibile selezionare un singolo segnale tra gli N in uscita dall’unità di

condizionamento. Infatti, ponendoAj= 0 ∀ j ≠ r e Ar≠ 0 , il segnale in uscita dal sommatore contiene solo il canale r-esimo tra gli N segnali in ingresso: S<~>(t)≈S<~>

r( t ) . Questa modalità è realizzabile attraverso la calibrazione qualora si desideri analizzare il segnale S(t ) in uno solo degli N intervalli di frequenze selezionati dai filtri. Similmente impostando a zero gruppi di amplificatori è possibile selezionare solo gruppi di canali.

Il segnale S<~>( t ) in uscita dal sommatore è campionato dall’ADC. Le caratteristiche dell’ADC quali: frequenza di campionamento, risoluzione, eventuale trigger esterno, tipo di ADC (seriale, parallelo, ecc.) sono scelte conformemente alla tipologia di segnale analogico S(t) in ingresso ed alle necessità di analisi richieste dall’applicazione. La gestione e l’impostazione dei parametri di acquisizione sono eseguiti dal controllore del modulo di elaborazione. Il segnale condizionato e digitalizzato, in uscita dal modulo di acquisizione, viene inviato al modulo di elaborazione.

Modulo di elaborazione

Il modulo di elaborazione è costituito da: un “controllore”, un’unità che calcola la Trasformata di Fourier discreta del segnale condizionato S<~>( t ) , un blocco che effettua la calibrazione del modulo di condizionamento e un’unità che ricostruisce lo spettro S(ω) originale del segnale S(t) in studio.

Il modulo di elaborazione può essere realizzato/installato su un unico processore per l’elaborazione di dati digitali o su dispositivi distinti quali CPU, DSP, FPGA o su un adeguato processore dedicato. L’unità “controllore” rappresenta la funzionalità del processore di gestire gli altri blocchi del modulo di elaborazione (FFT, calibrazione, ricostruzione spettro S(ω)). Il controllore sincronizza anche l’ADC del modulo di acquisizione con eventuali segnali esterni di trigger; sovrintende ai cicli di avvio/arresto della calibrazione ed acquisizione; gestisce le condizioni di armo/disarmo dell’intero sistema dei tre moduli, funge da interfaccia con l’ambiente esterno, ecc. Il Controllore è programmabile e riprogrammabile.

Il segnale condizionato e digitalizzato S<~>( t ) in uscita dal modulo di acquisizione viene inviato in ingresso al modulo di elaborazione che ne calcola la Trasformata di Fourier discreta e produce il relativo spettro S<~>( ω ) ad M righe. Il calcolo dello spettro S<~>( ω ) viene ripetuto con continuità, per pacchetti di dati di dimensione opportuna e secondo le necessità di analisi del segnale S(t). L’insieme degli spettri S<~>( ω ) (ciascuno ad M righe) calcolati al variare del tempo produce il cosiddetto spettrogramma inviato in uscita dal modulo di elaborazione. La dimensione M della FFT determina la risoluzione dello spettro S(ω ) . Il valore di M è scelto in funzione del numero N di canali del modulo di condizionamento (vedi di seguito la descrizione del blocco “Calibrazione”). In generale maggiore è il numero N di canali, maggiore sarà la risoluzione necessaria per conoscere il contenuto spettrale in ciascun canale e quindi maggiore sarà la dimensione M della FFT. La dimensione M della FFT di acquisizione, il tempo tra una FFT e la successiva (tempo morto) e la frequenza con cui lo spettro S(ω ) viene ricostruito sono parametri fissi o regolabili attraverso il controllore.

Il blocco di “Calibrazione” serve a calcolare e impostare il guadagno K (applicato all’intero segnale S(t) in ingresso al modulo di calibrazione) ed i guadagni (A1,…,AN) (di ciascuno degli N blocchi di amplificazione del modulo di condizionamento) in modo da ottimizzare la risoluzione dinamica effettiva del metodo di acquisizione. Il blocco di “Calibrazione” usa lo spettro S<~>( ω ) per variare prima l’amplificazione K e poi singolarmente ciascuna delle amplificazioni (A1,…,AN) in funzione del contenuto spettrale degli N canali. A ciascuno degli N canali<~>Si( t ) è associata un’ampiezza spettrale S<~>

i( ω ) , che è il valore della potenza spettrale sul singolo intervallo di frequenze definito dal filtro i-esimo. L’ampiezza i-esima<~>Si( ω ) è calcolata a partire dalle M righe (per M≥N) dello spettro S<~>( ω ) , integrando le righe del relativo i-esimo intervallo di frequenze. In generale, a seconda del contenuto in frequenza del segnale S(t), i valori delle ampiezze<~ ~>(S1(ω),...,SN( ω )) sono molto diversi tra loro anche di ordini di grandezza. Come noto campionare un segnale S(t) con forti variazioni di ampiezza nei vari intervalli di frequenza comporterebbe che parte della risoluzione dell’ADC venga “sprecata” per tener conto dell’intervallo di variazione delle ampiezze nelle diverse bande. Nel metodo in oggetto il blocco di calibrazione calcola le<~ ~>(S1(ω),...,SN( ω )) e varia singolarmente i guadagni (A1,…, AN) in modo che le N ampiezze spettrali siano tutte confrontabili tra loro. Il guadagno K è variato come fattore di scala complessivo. Questo consente di ottimizzare massimamente il range dinamico dell’ADC aumentando nettamente la risoluzione effettiva della digitalizzazione del metodo.

Il valore scelto per N, la distribuzione degli intervalli di frequenze dei filtri (F1,…, FN) ed il valore della dimensione M della FFT determinano la risoluzione con cui il modulo di elaborazione può impostare i guadagni (A1,…, AN), ossia singolarmente ciascun Aio per gruppi di amplificatori. Una possibile configurazione è quella di spaziare i filtri (F1,…, FN) e scegliere la dimensione M≥N in modo da conoscere almeno una riga spettrale per ciascuno degli N intervalli di frequenze del modulo di condizionamento. In tal modo si conosce la potenza/contenuto spettrale in ciascuna delle N bande. Questo consente di impostare separatamente ciascuno dei guadagni (A1,…, AN). Se la dimensione M della FFT e la spaziatura degli N filtri sono tali che non si ha almeno una riga spettrale in ciascun intervallo di frequenze dei filtri (F1,…, FN), si potranno comunque fissare i guadagni (A1,…, AN) per gruppi di blocchi di amplificazione anche se non separatamente per ciascun blocco. Queste due possibilità danno estrema flessibilità al metodo qui descritto. La possibilità di variare indipendentemente (o a gruppi) il guadagno di ciascun blocco di amplificazione, in modo che le ampiezze spettrali di tutti i canali siano confrontabili, consente di sfruttare totalmente la risoluzione dell’ADC. Tutta la risoluzione statica dell’ADC viene ottimizzata dinamicamente per campionare l’intervallo di variabilità del segnale in ciascuna banda di frequenza senza “sprecare bits”. Questa flessibilità risulta particolarmente utile per segnali in cui il contenuto spettrale vari fortemente da una banda di frequenze all’altra.

La calibrazione può essere eseguita una tantum all’avvio dell’acquisizione o ripetuta ciclicamente durante il funzionamento dell’intero apparato in funzione della natura e del grado di variabilità del segnale S(t) nel tempo, delle condizioni ambientali di acquisizione ed a seconda delle applicazioni. La durata della calibrazione dipende dalla dimensione M della FFT e della velocità di calcolo del modulo di elaborazione ed è impostabile e riprogrammabile per accrescere l’efficienza della calibrazione. Ripetendo con continuità il ciclo di calibrazione si può ottimizzare in continuo l’amplificazione di ciascun canale di frequenza e quindi il range dinamico dell’acquisizione in ciascun canale. Alla fine del ciclo di calibrazione i guadagni vengono aggiornati e l’acquisizione prosegue con la nuova impostazione.

Noti lo spettro S<~>( ω ) del segnale condizionato, il guadagno K, le funzioni di trasferimento dei filtri (F1,…, FN) ed i guadagni (A1,…,AN) è possibile ricostruire lo spettro S(ω ) originale del segnale S(t) in ingresso. Le righe spettrali S<~>( ω ) per armoniche ω comprese nell’intervallo Δhdi frequenze del filtro h-esimo (ω∈Δh) vengono moltiplicate per il fattore (KFhAh)<− 1>ossia :

Per semplicità si può usare anche la scrittura simbolica

Si sottolinea che in generale i guadagni K ed (A1,…,AN) varieranno ad ogni ciclo di calibrazione per ottimizzare di volta in volta l’acquisizione, quindi anche la ricostruzione dello spettro S(ω ) varia dinamicamente nel tempo. Lo spettro originaleS(ω ) del segnale S(t ) così ricostruito costituisce l’uscita del modulo di elaborazione e quindi il prodotto dell’intero metodo di analisi.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1) Metodo a feedback variabile per una determinazione fine dello spettro di un qualsiasi segnale analogico mediante processi di condizionamento, digitalizzazione ed elaborazione secondo la procedura seguente: (i) effettuare, mediante l’uso di tre moduli tra loro interconnessi, detti modulo di condizionamento, modulo di acquisizione e modulo di elaborazione, un’amplificazione del segnale analogico in ingresso al modulo di condizionamento, prima che questi venga suddiviso in canali (bande di frequenza), nel numero desiderato, ciascuno dei quali subisce un’amplificazione diversa in base a pesi stabiliti da un processo di calibrazione effettuato sulla base dell’analisi spettrale eseguita sul segnale in uscita da un convertitore analogico-digitale; (ii) sommare i segnali analogici uscenti dai vari canali, digitalizzare tali segnali, mediante il convertitore analogico-digitale, ed effettuarne successivamente la relativa analisi spettrale; (iii) effettuare, sull’uscita dell’analisi spettrale, la calibrazione anzidetta che consente di determinare i pesi da attribuire a ciascun canale e di variare in corrispondenza l’amplificazione della componente del segnale in ciascun canale, e ricostruire lo spettro del segnale analogico iniziale in ingresso al modulo di condizionamento.
2. 2) Metodo secondo la riv.1 che richiede l’uso di un solo convertitore analogico-digitale per la gestione multicanale di un qualsiasi segnale analogico, suddiviso in più bande di frequenza, e che massimizza l’uso del range dinamico dello stesso convertitore.
3. 3) Metodo modulare secondo la riv.1 che prescinde dal tipo e dalla natura del segnale da investigare e che permette una gestione simultanea e multiparametrica di svariati segnali di diversa natura, ciascuno dei quali analizzato secondo una molteplicità di bande di frequenza.
4. 4) Metodo secondo la riv.1 che consente di caratterizzare in modo quantitativo (multiparametrico) i diversi ambienti dove i vari segnali analogici vengono rivelati e misurati, perché per ognuno di tali ambienti il metodo offre la possibilità di una peculiare caratterizzazione multiparametrica.
5. 5) Metodo secondo le riv. 1-4 che consente l’analisi spettrale di un segnale analogico ad alta efficienza in condizioni di basso consumo in potenza.
6. 6) Metodo secondo le riv. 1-4 che consente l’analisi spettrale di un segnale analogico ad alta efficienza in condizioni di minimo ingombro e minimo costo.
7. 7) Metodo di cui alla riv. 1 che permette di variare il numero e l’estensione delle bande di frequenza sulle quali ottimizzare il range dinamico del convertitore analogico-digitale selezionato.
8. 8) Metodo secondo la riv. 1 che fornisce in continuo lo spettrogramma del segnale in ingresso.
9. 9) Metodo di cui alla riv. 1 che consente la realizzazione di dispositivi portatili di estrema semplicità di installazione e manutenzione.