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Digital Technologies

03JGMPC

A.A. 2021/22

Course Language

Italian

Course degree

1st degree and Bachelor-level of the Bologna process in Ingegneria Del Cinema E Dei Mezzi Di Comunicazione - Torino

Course structure
Teaching Hours
Lezioni 64
Esercitazioni in aula 27
Esercitazioni in laboratorio 9
Teachers
Teacher Status SSD h.Les h.Ex h.Lab h.Tut Years teaching
Camarchia Vittorio Professore Associato ING-INF/01 16 15 0 0 11
Teaching assistant
Espandi

Context
SSD CFU Activities Area context
ING-INF/01 10 B - Caratterizzanti Ingegneria elettronica
2021/22
Insegnamento obbligatorio della Laurea Triennale in Ing. Del Cinema e dei mezzi di comunicazione, collocato al I semestre del II anno. Il corso impartisce le nozioni di base di elettrotecnica e elettronica, necessarie per la comprensione della struttura e del funzionamento dei principali tipi di sistemi elettronici che trovano applicazione nei settori delle comunicazioni digitali. La teoria dei circuiti e l’elettrotecnica sono introdotte in modo sistematico, fornendo i metodi per la comprensione e l’analisi di reti elettriche concentrate contenenti elementi circuitali lineari e non lineari. Le necessarie nozioni di elettronica sono illustrate adottando un approccio sistemistico: dopo avere identificato i moduli funzionali che compongono un sistema elettronico e studiato le caratteristiche comportamentali e d’interfaccia, si approfondiscono gli aspetti applicativi della tecnologia digitale nelle comunicazioni multimediali che permettono l’elaborazione dei segnali con processori veloci e sofisticati, la memorizzazione audio, video, la trasmissione affidabile e la visualizzazione su display.
This mandatory course is part of the three year Bachelor’s degree on Cinema and Media Engineering. It is offered during the 1st semester of the 2nd year. It provides fundamental notions of electrical and electronic circuits, which are needed in ordered to understand the structure and the operation of the main categories of electronic circuits that are used in digital communications. Electrical circuit theory is introduced by providing methods to understand and analyze electrical networks including both linear and non-linear components. Fundamental notions of electronics are explained using a system-oriented approach. After identifying the main functional modules that are part of an electronic system, and after studying their behaviors and interfacing mechanisms, an in-depth study is devoted to how digital technology is used for multi-media communications. Covered topics include fast and sophisticated digital signal processors; reliable transmission and high-resolution displays.
Il corso fornisce conoscenze di base che permettono allo studente di comprendere il funzionamento dei sistemi elettronici, identificarne le parti principali e valutarne le caratteristiche fondamentali. Tali conoscenze permettono anche di progettare semplici circuiti digitali e analogici.
This course provides basic knowledge that will allow a student to understand the operation of electronic systems, identifying their main components, and evaluating their key characteristics. This knowledge will also allow the student to design simple analog and digital circuits.
Corsi di base di Fisica, Geometria e Matematica. Nello specifico, si richiede la conoscenza di base delle equazioni differenziali, del calcolo matriciale, della risoluzione di problemi lineari (concetti di determinante, rango di matrici ed indipendenza lineare) e dei numeri complessi.
Basic courses on physics, geometry and mathematics. In particular, the student is assumed to know differential equations, matrix computations, linear algebra (determinants, rank, and linear independence), and complex numbers.
- Generalità (0.2 cr). Circuiti a parametri concentrati. Definizione delle grandezze elettriche di interesse: tensione, corrente, potenza. Direzioni di riferimento. Leggi di Kirchhoff. - Componenti resistivi (0.6 cr). Resistori lineari e non lineari; diodi; generatori indipendenti. Elementi a due o più porte: generatori dipendenti, trasformatore ideale, amplificatore operazionale ideale. - Metodi di analisi (1.6 cr). Connessione serie e parallelo di resistori ed analisi di reti contenenti un generatore ideale e resistori. Principio di sovrapposizione degli effetti; teoremi di Thevenin e Norton. Metodi generali di analisi: il metodo del potenziale ai nodi. - Reti dinamiche del primo ordine (0.6 cr). Definizione e caratteristica degli elementi condensatore ed induttore. Metodo per ispezione per l’analisi di reti del primo ordine (RC e RL) contenenti generatori costanti a tratti e/o interruttori. - Circuiti dinamici generali (1.0 cr). Il calcolo fasoriale e l’analisi di reti operanti in regime sinusoidale. - Sistemi elettronici (0.2 cr). Ripartizione di un sistema elettronico complesso in moduli funzionali: partendo da un esempio reale, si identificano le unità di alimentazione, acquisizione, elaborazione, amplificazione,... - Circuiti analogici (3.1 cr). Cenni ai dispositivi e ai componenti analogici fondamentali (amplificatori, filtri, comparatori...); principio della contro-reazione, stabilità, risposta in frequenza, rumore e dissipazione di potenza. Applicazione della Trasformata di Laplace ai circuiti. Progetto di amplificatori con operazionali. - Conversione analogico/digitale (0.4 cr). Segnali analogici e digitali, campionamento e quantizzazione. Sistemi di acquisizione dati: sensori e attuatori, conversione AD e DA. - Circuiti digitali (1.2 cr). Circuiti digitali di tipo combinatorio e sequenziale, logica CMOS. Tecniche di progetto logico. Mappe di Karnaugh - Componenti digitali (0.2 cr). Memorie a semiconduttore (ROM, EPROM, Flash, RAM). Logiche programmabili. - Componenti per elaborazione di segnali audio e video (0.5 cr). Microcontrollori (cenni). Processori per l’elaborazione del segnale (DSP). - Tecnologie per memorizzazione, acquisizione video e visualizzazione (0.4 cr). Standard audio e video principali (CD audio, MP3, DVD...). Tecnologie per l’acquisizione video e per i display (sensori CCD e CMOS, display LCD e al plasma...).
- Overview (0.2 cr). Lumped circuits. Basic definitions : voltage, current, power. Reference directions. Kirchhoff’s laws. - Resistive components (0.6 cr). Linear and non-linear resistors; diodes; independent sources. Two and multi-port elements: controlled sources, ideal transformer, ideal operational amplifier. - Analysis methods (1.6cr). Series and parallel interconnections of resistors and analysis of networks including an ideal generator and resistors. Superposition principle; Thevenin and Norton theorems. Nodal analysis. - First-order circuits (0.6 cr). Definition and characteristics of capacitor and inductor. Inspection method to analyze first-order RC and RL networks with piecewise linear generators and/or switches. - General dynamic circuits (1.0 cr). Analysis of circuits in the sinusoidal steady state (the phasor method). - Electronic systems (0.2 cr). Partitioning of a complex electronic system into functional models. Starting from a realistic example, the following blocks will be identified: power supplies, sensors, amplifiers, processing units, actuators,... - Analogue circuits (3.1 cr). Brief description of the basic analogue components (amplifiers, filters, comparators, ...). Negative feedback principle, stability, frequency response, noise and power consumption. Application of the Lapalace transform to circuit analysis. Design using operational amplifiers. - Analogue/digital conversion (0.4 cr). Analogue and digital signals, sampling and quantization. Sensors and actuators, Analogue to Digital and Digital to Analogue converters. - Digital circuits (1.2 cr). Combinational and sequential circuits, CMOS logic. Logic design techniques. - Digital components (0.2 cr). Semiconductor memories (ROM, EPROM, Flash, RAM). - Audio and video signal processing components (0.5 cr). Brief description of micro-controllers. Digital Signal processors (DSP). - Video memorization and input/output technologies (0.4 cr). Main audio and video encoding standards (audio CD, MP3, DVD...). Video input and output technologies.
Le esercitazioni consistono nella soluzione, da parte degli allievi, di problemi d’analisi di circuiti elettrici ed elettronici sfruttando i metodi illustrati a lezione. Sono previsti 3 laboratori per progettare, realizzare ed effettuare misure su semplici progetti analogici (amplificatori con operazionali) e digitali (circuiti logici).
Discussion sessions will require the students to solve some simple analysis problems of electrical and electronic circuits, using the techniques covered during lessons. Three laboratory sessions will be devoted to design, implementation and measurements for simple analogue designs (operational amplifiers) and digital designs (logic circuits).
[1] V. Daniele, A. Liberatore, R. Graglia, S. Manetti, Elettrotecnica, Monduzzi Editore, Bologna, 1994. [2] R. Perfetti, Circuiti elettrici, Zanichelli, Bologna, 2003. [3] Neil Storey Fondamenti di elettronica Editore Pearson 4edizione/Ed. 2010
1] V. Daniele, A. Liberatore, R. Graglia, S. Manetti, Elettrotecnica, Monduzzi Editore, Bologna, 1994. [2] R. Perfetti, Circuiti elettrici, Zanichelli, Bologna, 2003. [3] Neil Storey Fondamenti di elettronica Editore Pearson 4edizione/Ed. 2010
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa;
Exam: Written test; Optional oral exam;
L'esame consiste in una prova scritta, di durata opportuna (2h), in cui è richiesta la soluzione di alcuni esercizi riguardanti tutto il programma svolto. Il voto finale terrà conto anche della presentazione dei risultati e della loro leggibilità.
Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.
Exam: Written test; Optional oral exam;
The exam includes a written test, of appropriate duration (aprox 2h), requiring the solution of simple exercises covering the entire subject matter. The final grade will also consider the presentation and readability of the results.
In addition to the message sent by the online system, students with disabilities or Specific Learning Disorders (SLD) are invited to directly inform the professor in charge of the course about the special arrangements for the exam that have been agreed with the Special Needs Unit. The professor has to be informed at least one week before the beginning of the examination session in order to provide students with the most suitable arrangements for each specific type of exam.
Modalità di esame: Prova orale facoltativa; Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;
La prova si svolgerà mediante piattaforma "EXAM" La durata della prova è pari a 60 minuti. Il tempo decorre a partire dall'inizio del quiz. Il sistema prevede una minima tolleranza sull’orario di chiusura del quiz, ma è importante iniziare al più presto dopo l’orario di apertura onde evitare una riduzione del tempo a disposizione. La maggior parte dei quesiti prevede una risposta aperta Il voto deriva dalla somma dei punteggi dei singoli esercizi. Non è prevista prova orale se no facoltativa (richiesta dallo studente o dai docenti).
Exam: Optional oral exam; Computer-based written test using the PoliTo platform;
The test will take place through the "EXAM" platform The duration of the test is 60 minutes. Time runs from the beginning of the quiz. The system provides for a minimum tolerance on the quiz closing time, but it is important to start as soon as possible after the opening time in order to avoid a reduction in the time available. Most of the questions have an open answer The mark derives from the sum of the scores of the individual exercises. There is no oral test if not optional (requested by the student or by the teachers).
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa; Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;
La prova si svolgerà mediante piattaforma "EXAM" La durata della prova è pari a 60 minuti. Il tempo decorre a partire dall'inizio del quiz. Il sistema prevede una minima tolleranza sull’orario di chiusura del quiz, ma è importante iniziare al più presto dopo l’orario di apertura onde evitare una riduzione del tempo a disposizione. La maggior parte dei quesiti prevede una risposta aperta Il voto deriva dalla somma dei punteggi dei singoli esercizi. Non è prevista prova orale se no facoltativa (richiesta dallo studente o dai docenti).
Exam: Written test; Optional oral exam; Computer-based written test using the PoliTo platform;
The test will take place through the "EXAM" platform The duration of the test is 60 minutes. Time runs from the beginning of the quiz. The system provides for a minimum tolerance on the quiz closing time, but it is important to start as soon as possible after the opening time in order to avoid a reduction in the time available. Most of the questions have an open answer The mark derives from the sum of the scores of the individual exercises. There is no oral test if not optional (requested by the student or by the teachers).
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