REQUISITI Teoria dei Circuiti

Nel documento Te 1997/98 (pagine 133-138)

F1590 Elaborazione numerica dei segnali

REQUISITI Teoria dei Circuiti

PROGRAMMA

Richiami di elementi di teoria dei circuiti. Filtri elementari attuati con doppi bipoli Re.

Attenuatori resistivi di precisione. Partitore compensato e sua impedenza d'ingresso. Circuiti equivalenti di doppi bipoli amplificatori. Funzioni di trasmissione uscita/entrata al variare della frequenza, definizione delle frequenze di taglio inferiore e superiore. Distorsione di frequenza e fase, risposta al gradino ed all'onda quadra: tempo di salita ed inclinazione.

Circuiti risonanti accoppiati.Distorsione di non linearità. La non linearità della relazione uscita/entrata usata per la conversione di frequenza e per la modulazione in ampiezza. Diodo a giunzione, diodo Zener e loro circuiti equivalenti. Circuiti fondamentali di impiego. Diodo in reti RC: diodo usato come rivelatore di segnali modulati, circuiti restauratori della componente continua. Cenni sui raddrizzatori a doppia semi onda e sugli alimentatori.

Funzionamento dinamico del diodo e dello Zener. Circuiti AND e OR attuati con diodi.

Generalità sui componenti attivi e sui loro modelli. Transistori a giunzione (BJT), caratteristiche e circuiti fondamentali di impiego; polarizzazione. Transistori pnp e npn.

Funzionamento nell'intorno del punto di polarizzazione e circuito equivalente per il transistore in regime di piccoli segnali. Generatore di corrente attuato con transistore.

Circuiti a specchio di corrente. Transistori con carico attivo. Il transistore degli stadi finali di potenza. Amplificatore differenziale come stadio di ingresso di un amplificatore operazionale. Guadagno di modo comune, guadagno di modo differenziale e CMRR. Schema di un amplificatore operazionale e suo circuito equivalente. Generalità e proprietà della reazione. Reazione negativa. Definizione del guadagno di anello. Il problema della stabilità:

effetto della reazione sui poli dell'amplificatore e studio della stabilità con i diagrammi di Bode. Correzione della curva di frequenza dell'amplificatore per ottenere la stabilità.

Amplificatori operazionali con reazione negativa. Configurazioni fondamentali: sommatore generalizzato, integratore, derivatore. Amplificatori da strumentazione. Operazionali con reazione negativa attuata con elementi non lineari: raddrizzatori di precisione. Operazionale con reazione positiva: comparatore di soglia invertente e non invertente, isteresi e trigger di Schmitt, multivibratore astabile e monostabile. Generatori di segnali triangolari e convertitori di segnali triangolari in sinoidali. Generatori con frequenza controllata da una tensione (VCO). Moltiplicatori analogici. Oscillatori sinusoidali. Condizioni di oscillazione per un amplificatore lineare: oscillatore di WIEN e oscillatori RLe. Controllo dell'ampiezza dell'oscillazione. Cenni sui convertitori AD e DA. Convertitore a rampa.

ESERCITAZIONI

Le esercitazioni in aula seguono fedelmente gli argomenti trattati a lezione e riguardano l'analisi e il progetto di semplici circuiti al fine di rendere più evidenti le metodologie illustrate.

BIBLIOGRAFIA

Sedra, Smith, "Microelectronics Circuits ",Saunders College Publishing.

Franco, "Design with operational amplifiers and analog integratal circuits", McGraw-Hill.

Chua, Desoer, Kuh,"Linear and non Linear circuits",McGraw-Hill.

ESAME

L'esame è costituito da una prova scritta di opportuna durata, seguita da una prova orale.

Durante la prova scritta è possibile ritirarsi senza che sia ritirato lo stati no. Durante la prova scritta non si possono consultare libri ed appunti. Al termine della prova scritta verrà stilato il calendario degli orali.

LA410

Anno: 4 Docenti:

Elettronica

Periodo: I Lezione, Esercitazione, Laboratorio: 4+4/2/2 (ore settimanali) (I corso) Vincenzo Pozzolo

(II corso) Franco Maddaleno (Collab.: Luciano Lavagno)

Il corso di Elettronica si prefigge di ampliare la formazione dello studente per quanto riguarda l'Elettronica circuitale, sia nel campo analogico che logico. Viene posta particolare enfasi sulla parte di metodologia di progetto di circuiti, evidenziando le varie fasi che permettono di passare dalle specifiche di un circuito alla sua realizzazione, tenendo conto delle caratteristiche dei componenti reali.

REQUISITI

Analisi matematica1//(r), Teoria dei circuiti elettronici, Dispositivi elettronici /.

Per una proficua frequenza, gli studenti devono conoscere approfonditamente e padroneggiare con sicurezza gli argomenti trattati nei corsi di Elettrotecnica ed in quelli indicati sotto la voce requisiti.

PROGRAMMA

Elettronica digitale: (circa 8 lezioni)

Definizione di porta logica e parametri caratteristici (livelli, soglie, transcarattenstlca, ritardi, caratteristiche di ingresso e di uscita, prodotto velocità-potenza, immunità ai disturbi). Circuiti elementari di porte logiche (bipolari TTL ed ECL, CMOS). Flip-Flop, metastabilità. Memorie. Logica programmabile

Elettronica analogica: (circa 5 lezioni)

Non idealità dei circuiti (offset, derive, slew-rate, dinamica). circuiti elementari per operazionali (specchi di corrente, differenziale). Tecniche di realizzazione di operazionali bipolari e MOS. Dipendenza dei parametri dell'operazionale dal circuito interno. Modelli dell'operazionale in linearità

Retroazione e stabilità: (circa 4 lezioni)

Sistemi del primo e secondo ordine retroazionati. Posizione dei poli, risonanze.

Compensazione a pole splitting, zero-polo, due poli e feed forward. Impedenze di ingresso e usci ta

Utilizzo degli operazionali: (circa 5 lezioni)

Amplificatori da strumentazione. Uso dell'operazionale fuori linearità. Comparatori con e senza isteresi. Generatori di forme d'onda. VCO e monostabili, Caratteristiche non lineari e lineari a tratti

Elettronica di interfaccia: (circa 4 lezioni)

Sistemi e circuiti per l'acquisizione dati. Condizionamento di segnale. Multiplexer.

Convertitori A/D e D/A. Circuiti di campionamento e mantenimento Elettronica di ampio segnale: (circa 5 lezioni)

Amplificatori di potenza in classe A e B. SOA, resistenza termica e dissipatori.

Alimentatori lineari e a commutazione. Regolatori di tensione

ESERCITAZIONI

Le esercitazioni in aula seguono fedelmente gli argomenti trattati a lezione e riguardano il progetto completo di semplici circuiti, mettendo in evidenza le varie scelte che il progetti sta deve compiere per tener conto ad esempio di limitazioni imposte dai componenti reali e per il soddisfacimento di specifiche contrastanti. Essendo questo un corso di Elettronica applicata è fondamentale, anche in sede di esame, la capacità di leggere i fogli tecnici dei componenti e il corretto dimensionamento numerico dei progetti.

Ogni settimana vengono consigliati degli esercizi facoltativi tratti dal libro di testo da svolgere a casa, preferibilmente in gruppo, in modo da stimolare il confronto fra diverse soluzioni. I docenti correggono questi esercizi e li restituiscono agli interessati. Lo svolgimento di questi "homework" non comporta nessun vantaggio istituzionalizzato in sede di esame.

LABORATORIO

Sono previste sei esercitazioni facoltative di laboratorio, della durata di circa 2 ore l'una, svolte in gruppi di quattro persone. Ogni gruppo deve avere un quaderno sul quale annotare, durante le ore di laboratorio, le osservazioni relative alla esercitazione svolta. Durante l'esercitazione di laboratorio è previsto il montaggio di semplici circuiti elettronici, sui quali rilevare e misurare alcuni dei comportamenti visti a lezione. Gli argomenti delle esercitazioni di laboratorio sono:

I . Transistore in commutazione

2. Comportamento elettrico delle porte logiche 3. Circuiti fondamentali con operazionali 4. Misura dei parametri di un operazionale 5. Diodo ideale e raddrizzatore a doppia semi onda 6. Generatore di onda quadra e triangolare

BIBLIOGRAFIA

Per la parte di elettronica digitale, e alcuni aspetti della parte analogica:

Sedra, Smith, "Microlectronics Circuits", Saunders College Publishing oppure

J.Millman, A. Grabel, "Microelectronics", McGraw Hill Per la parte di utilizzo e progetto dei circuiti analogici:

S. Franco, "Design with operational amplifier and analog integrated circuits", McGraw Hill Per le esercitazioni:

Quaderno LADISPE numero 2, "Caratteristiche di componenti elettronici per i corsi di Elettronica", CLUT

Per il laboratorio:

Quaderno LADISPE numero 3,"Guida alle esrcitazioni di laboratorio per il corso di elettronica applicata", CLUT

Alcuni argomenti sono trattati su articoli indicati durante il corso Altro materiale di studio preparato dai docenti èdisponibile in copisteria.

Testi ausiliari

Dostal,"Operational amplifiers", Butterworth-Meinemann

ESAME

Nella sessione di esame vi èun appello ogni martedì.

L'esame è costituito da uno scritto (prenotazione obbligatoria presso la segreteria di Elettronica) e da un orale.

Lo scritto consiste in un progetto simile a quelli eseguiti durante le esercitazioni in aula. La durataèdi 30 minuti.

All'esame si deve essere muniti di calcolatrice, libro delle caratteristiche dei componenti.

Durante lo scritto è possibile ritirarsi senza lasciare traccia, si possono consultare libri ed appunti, non si devono consultare i compagni, pena l'annullamento dello scritto.

L'orale ha luogo subito dopo lo scritto, lo stesso giorno o i giorni immediatamente successivi, e verte per lo più su argomenti trattati a lezione o a esercitazione in aula e ha durata media di un'ora. Pur non essendo fiscalmente richiesto il superamento dei corsi propedeutici, sono comunque possibili in sede di esame richiami ai corsi di Teoria dei Circuiti, Elettrotecnica, Dispositivi Elettronici ecc. La mancata conoscenza di concetti fondamentali dei corsi precedenti provoca l'immediata riprovazione.

Di solito l'orale consiste di due domande la cui valutazione viene mediata con lo scritto (2/3 orale, 1/3 scritto). In caso di non superamento dell'orale il candidato può ripresentarsi all'esame (scritto e orale) al più solo una seconda volta nella stessa sessione, ad opportuna distanza di tempo suggerita dal docente, (normalmente due o più settimane).

In caso di rifiuto del voto proposto vengono seguite le stesse norme.

NA411 Elettronica I

Anno: 3 Periodo:I Docente: Marco Giordana

Il corso ha lo scopo di fornire le nozioni di base relative al funzionamento dei dispositivi e sistemi elettronici, con una particolare attenzione alle applicazioni digitali.

Il corso si articola in due sezioni, le lezioni e le esercitazioni, che sono tra di loro in parte complementari ed in parte indipendenti.

Alle lezioni è demandato il compito di inquadramento complessivo della materia e, con riferimento ai circuiti analogici, una ampia trattazione dell'amplificatore operazionale e la descrizione di alcune sue applicazioni lineari e non lineari.

Il esercitazioni comprende alcuni cenni alla tecnologia dei dispositivi elettronici, la definizione e l'inquadramento delle tecniche di progettazione per circuiti digitali VLSI, l'utilizzo di strumenti elettronici di base per la misura e la valutazione di semplici circuiti elettronici.

Le esercitazioni si svolgeranno sia in aula sia in laboratorio. Le modalità delle esercitazioni in laboratorio dipendono dal studenti.

REQUISITI

Nel documento Te 1997/98 (pagine 133-138)