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PORTALE DELLA DIDATTICA

Applied Electronics

08ATIOA

A.A. 2021/22

Course Language

Italian

Course degree

1st degree and Bachelor-level of the Bologna process in Ingegneria Informatica - Torino

Course structure
Teaching Hours
Lezioni 50
Esercitazioni in aula 15
Esercitazioni in laboratorio 15
Teachers
Teacher Status SSD h.Les h.Ex h.Lab h.Tut Years teaching
Casu Mario Roberto - Corso 1 Professore Associato ING-INF/01 50 15 0 0 6
Lavagno Luciano - Corso 2 Professore Ordinario ING-INF/01 14 15 15 0 4
Teaching assistant
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Context
SSD CFU Activities Area context
ING-INF/01 8 B - Caratterizzanti Ingegneria elettronica
2021/22
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 e 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 (laboratori svolti in presenza) o la simulazione degli stessi circuiti (laboratori svolti in remoto). L’organizzazione sarà tale da favorire il lavoro di gruppo. I laboratori sono facoltativi e coprono: circuiti digitali combinatori e sequenziali, linee di trasmissione, conversione A/D e D/A. L'apprendimento delle conoscenze relative al laboratorio è valutato nella parte scritta dell'esame, contribuendo fino a 3 punti al voto finale. I laboratori potranno essere svolti in presenza o in remoto o in modalità mista a seconda delle normative vigenti.
The course includes classroom exercises, consisting in the analysis of circuits or electronic systems and small projects, related to the topics of the lessons. The objective of the laboratories (for a total of 15 hours) is to assemble simple circuits (laboratories carried out in the presence) or to simulate the same circuits (laboratories carried out remotely). The organization will be such as to encourage teamwork. The laboratories are optional and cover: combinational and sequential digital circuits, transmission lines, A/D and D/A conversion. Learning of laboratory knowledge is assessed in the written part of the exam, contributing up to 3 points to the final mark. The laboratories can be carried out in the presence or remotely or in a mixed mode depending on the regulations in force.
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 (in aula); Prova orale facoltativa; Elaborato scritto prodotto in gruppo;
Exam: Written test; Optional oral exam; Group essay;
L’esame finale comprende una prova scritta ed un orale facoltativo. Lo scritto, che non permette l'uso di materiale didattico (libri, appunti, ...) comprende: - domande a risposta multipla ed esercizi numerici relativi a tutti gli argomenti del corso per un totale di 28 punti; - la verifica delle conoscenze apprese nelle esercitazioni di laboratorio per un totale di 3 punti. Il tempo assegnato per la soluzione è di 2 ore. Il voto massimo dello scritto e' 31 punti. 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. La lode viene attribuita se la somma del voto dello scritto e dell'eventuale orale è maggiore o uguale a 31 punti. L'esame può essere svolto con le medesime modalità di cui sopra sia in presenza sia tramite connessione remota, a seconda delle normative in vigore.
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; Group essay;
The final assessment is based on a written test and an optional oral examination. The written closed-book test includes: - multiple choice questions and numerical exercises related to all the topics of the course. The grade of this part can be up to 28 points. - the verification of the skills acquired in the laboratory sessions. The grade of this part can be up to 3 points. The duration of the written examination is 2 hours. The maximum score of the written examination is 31 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. The mark will be "cum laude" if the sum of the written examination and of the optional oral exam is greater than or equal to 31 points. The exam can be carried out in the same manner as above both in presence and via remote connection, according to the regulations in force.
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;
L’esame finale comprende una prova scritta ed un orale facoltativo. Lo scritto, che non permette l'uso di materiale didattico (libri, appunti, ...) comprende: - domande a risposta multipla ed esercizi numerici relativi a tutti gli argomenti del corso per un totale di 28 punti; - la verifica delle conoscenze apprese nelle esercitazioni di laboratorio per un totale di 3 punti. Il tempo assegnato per la soluzione è di 2 ore. Il voto massimo dello scritto e' 31 punti. 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. La lode viene attribuita se la somma del voto dello scritto e dell'eventuale orale è maggiore o uguale a 31 punti. L'esame può essere svolto con le medesime modalità di cui sopra sia in presenza sia tramite connessione remota, a seconda delle normative in vigore.
Exam: Optional oral exam; Computer-based written test using the PoliTo platform;
The final assessment is based on a written test and an optional oral examination. The written closed-book test includes: - multiple choice questions and numerical exercises related to all the topics of the course. The grade of this part can be up to 28 points. - the verification of the skills acquired in the laboratory sessions. The grade of this part can be up to 3 points. The duration of the written examination is 2 hours. The maximum score of the written examination is 31 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. The mark will be "cum laude" if the sum of the written examination and of the optional oral exam is greater than or equal to 31 points. The exam can be carried out in the same manner as above both in presence and via remote connection, according to the regulations in force.
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa; Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;
L’esame finale comprende una prova scritta ed un orale facoltativo. Lo scritto, che non permette l'uso di materiale didattico (libri, appunti, ...) comprende: - domande a risposta multipla ed esercizi numerici relativi a tutti gli argomenti del corso per un totale di 28 punti; - la verifica delle conoscenze apprese nelle esercitazioni di laboratorio per un totale di 3 punti. Il tempo assegnato per la soluzione è di 2 ore. Il voto massimo dello scritto e' 31 punti. 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. La lode viene attribuita se la somma del voto dello scritto e dell'eventuale orale è maggiore o uguale a 31 punti. L'esame può essere svolto con le medesime modalità di cui sopra sia in presenza sia tramite connessione remota, a seconda delle normative in vigore.
Exam: Written test; Optional oral exam; Computer-based written test using the PoliTo platform;
The final assessment is based on a written test and an optional oral examination. The written closed-book test includes: - multiple choice questions and numerical exercises related to all the topics of the course. The grade of this part can be up to 28 points. - the verification of the skills acquired in the laboratory sessions. The grade of this part can be up to 3 points. The duration of the written examination is 2 hours. The maximum score of the written examination is 31 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. The mark will be "cum laude" if the sum of the written examination and of the optional oral exam is greater than or equal to 31 points. The exam can be carried out in the same manner as above both in presence and via remote connection, according to the regulations in force.
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