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PORTALE DELLA DIDATTICA

Elettronica applicata

08ATIOA

A.A. 2019/20

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea in Ingegneria Informatica - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 50
Esercitazioni in aula 15
Esercitazioni in laboratorio 15
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Casu Mario Roberto - Corso 2 Professore Associato ING-INF/01 50 15 0 0 3
Lavagno Luciano - Corso 1 Professore Ordinario ING-INF/01 41 15 0 0 3
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-INF/01 8 B - Caratterizzanti Ingegneria elettronica
2019/20
Questo insegnamento completa le nozioni base di Elettronica fornite nel precedente 'Sistemi Elettronici, Tecnologie e Misure', con analisi dettagliate di sistemi elettronici di media complessità, focalizzando l’attenzione sull’Elettronica Digitale, l’interfacciamento col mondo esterno (conversione Analogico/Digitale e Digitale/Analogica).
This course completes the basic notions about electronics that were addressed in the previous "Electronic systems, technologies and measurements" course, providing detailed analysis of medium-complexity electronic systems, mostly focusing on digital circuits, and covering some fundamental concepts about Analog to Digital interfacing.
Capacità di analizzare circuiti utilizzanti circuiti digitali e convertitori A/D e D/A. Comprensione delle caratteristiche di componenti e dispositivi anche integrati, capacità di utilizzare i data sheet. Capacità di definire le caratteristiche dei blocchi funzionali, e di progettare blocchi di limitata complessità utilizzando componenti integrati commerciali. Conoscenza delle problematiche e delle tecniche di interfacciamento e di comunicazione tra moduli; protocolli base, progetto di semplici interfacce. Conoscenza delle diverse tecniche realizzative e dei flussi di progetto per sistemi elettronici, con i relativi parametri (velocità, consumo, costo) e caratteristiche.
Ability to analyze circuits using analog, and digital signals, including ADC and DAC. Understanding the characteristics of electronic devices and integrated circuits, ability to use the data sheets. Ability to define the characteristics of functional blocks, and to design blocks of limited complexity using commercial integrated circuits. Knowledge of issues and techniques for interfacing and communication between modules, basic protocols, design of simple interfaces. Knowledge of the different manufacturing techniques and design flows for electronic systems, with related parameters (speed, power consumption, cost) and features.
Analisi di reti elettriche e caratteristiche dei segnali nel dominio del tempo e della frequenza. Modelli e caratteristiche di diodi, transistori MOS and BJT, amplificatori operazionali. Comportamento, parametri e modelli di amplificatori operazionali reali e dei circuiti logici base. Strumenti e tecniche di misura base (tensioni, corrente, analisi spettrale); analisi anche quantitativa degli errori di misura.
Analysis of electrical networks and characteristics of signals in the time and frequency domains. Models and characteristics of diodes, MOS and BJ Transistors, operational amplifiers. Behaviour, parameters and models of operational amplifiers and basic logic circuits. Tools and techniques for basic measurements (voltage, current, spectral analysis); quantitative analysis of measurement errors.
Circuiti digitali combinatori (21 ore) - Specifiche funzionali. - Tecnologia NMOS, PMOS e CMOS. - Caratteristiche elettriche e di interfacciamento. Circuiti logici complessi (21 ore) - Richiami sui circuiti base della logica sequenziale - Analisi del funzionamento e delle prestazioni di circuiti sequenziali - Memorie volatili e non volatili: architettura e funzionamento - Circuiti Programmabili: tecnologia, architettura interna e uso delle FPGA Bus e interconnessioni (15 ore) - Richiami su linee di trasmissione, riflessioni, terminazioni, diafonia. - Modello a strati per le interconnessioni; topologie, classificazione. - Sincronizzazione, Protocolli per lettura e scrittura - Tecniche per la distribuzione di clock, segnali e alimentazione Sistemi di acquisizione dati (15 ore) - Sistemi di conversione, campionamento e quantizzazione - Tecniche e circuiti per conversione A/D a D/A - Condizionamento del segnale, Multiplexer, Sample/hold Sistemi di potenza e di alimentazione (8 ore) - Gestione dell'energia: Alimentatori/Caricabatterie - Raddrizzatori a singola e doppia semionda - Controllo a larghezza di impulso - Regolatori dissipativi e a commutazione, Esempi di dispositivi integrati
Combinational digital circuits (21h) - Functional specifications. - NMOS, PMOS and CMOS technologies. - Electrical and interfacing features. Complex logic circuits: (21 h) - Review on basic sequential logic circuits; - Programmable logic circuits, PLA, FPGA. - Analysis of functionality and performance of sequential circuits. - Volatile and non-volatile memories: architecture and functionality. Bus and interconnections (15 h) - Review of transmission line behaviour, reflections, termination, crosstalk. - Layered model for interconnections, topologies, taxonomy. - Synchronization protocols for reading and writing. - Techniques for the distribution of clock signals and power. Data acquisition systems (15 h) - Conversion systems, sampling and quantization. - Techniques and circuits for A / D to D / A. - Signal conditioning, multiplexers, Sample / Hold. Power Systems and Power Supplies (8 h) - Energy management: Power supply, Battery Charger; - Single and full wave rectifiers; - PWM regulation. - Series and switching voltage regulators; examples of integrated devices.
L'insegnamento prevede esercitazioni in aula, consistenti nell'analisi di circuiti o sistemi elettronici e piccoli progetti, legati agli argomenti delle lezioni. Obiettivo dei laboratori (per un totale di 15 ore complessive) è di concretizzare quanto presentato a lezione, tramite il montaggio di semplici circuiti. L’organizzazione sarà tale da favorire il lavoro di gruppo e richiederà la stesura di relazioni. I laboratori sono facoltativi e coprono: circuiti digitali combinatori e sequenziali, linee di trasmissione, conversione A/D e D/A. Le relazioni di laboratorio contribuiscono fino a 3 punti al voto finale.
The course includes classroom exercises, consisting of the analysis of circuits and electronic systems and small designs, related to the topics of the lectures. Optional laboratory experiments (15 hours) are carried out by student teams and a report on procedures and results of measurements must be delivered by each team. The experimental activities address: digital combinational and sequential circuits, transmission lines, A/D and D/A conversion. The laboratory reports contribute up to 3 points to the final grade.
F. Maloberti: Understanding Microelectronics: A Top-Down Approach; Wiley, December 2011, ISBN: 978-0-470-74555-7. M. Zamboni, F. Divia’: Elettronica dei sistemi di interconnessione ed acquisizione dati; Clut, ISBN 88-7992-116-9
F. Maloberti: Understanding Microelectronics: A Top-Down Approach; Wiley, December 2011, ISBN: 978-0-470-74555-7. M. Zamboni, F. Divia’: Elettronica dei sistemi di interconnessione ed acquisizione dati; Clut, ISBN 88-7992-116-9.
Modalità di esame: prova scritta; prova orale facoltativa; elaborato scritto prodotto in gruppo;
L’esame finale comprende una prova scritta ed un orale facoltativo. Lo scritto, che non permette l'uso di materiale didattico (libri, appunti, ...) comprende esercizi numerici relativi agli argomenti principali (circuiti digitali, linee di trasmissione e sistemi di acquisizione dati). Il tempo assegnato per la soluzione è di 2 ore. Il voto massimo dello scritto e' 27 punti. Le relazioni di laboratorio valutate dai docenti contribuiscono fino a 3 punti aggiuntivi. L’orale facoltativo ha una durata di 15-20 minuti, e riguarda tutti gli argomenti trattati nelle lezioni e nei laboratori. Il contributo dell'orale al voto finale va da -3 a +3 punti.
Exam: written test; optional oral exam; group essay;
The final assessment is based on a written test and an optional oral examination. The written closed-book test includes numerical exercises related to the most important topics (digital circuit, transmission lines and analogue interfacing). The duration of the written examination is 2 hours. The maximum score of the written examination is 27 points. The laboratory reports can contribute up to 3 additional points. The optional oral exam lasts for 15-20 min, and covers all the topics of lessons and laboratories. The oral exam contributes between -3 and +3 points to the final grade.


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