Politecnico di Torino | |||||||||||||||||
Anno Accademico 2011/12 | |||||||||||||||||
01NNNOQ Elettronica analogica e di potenza |
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Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Elettronica (Electronic Engineering) - Torino |
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Esclusioni: 01NVD |
Presentazione
The course is taught in Italian.
Insegnamento obbligatorio (in alternativa con 'Analog and Telecommunication Electronics' in lingua inglese) per la Laurea Magistrale in Ingegneria Elettronica. In questo corso vengono ripresi ed approfonditi argomenti già affrontati nei moduli di Circuiti Elettronici e Elettronica Applicata, con particolare attenzione all'analisi e al progetto dei circuiti per l'acquisizione dei segnali di sensori e trasduttori e di quelli per il pilotaggio degli attuatori. Vengono analizzati in dettaglio gli aspetti più importanti di circuiti e sottosistemi analogici e di potenza, necessari come base per i successivi corsi più specializzati. |
Risultati di apprendimento attesi
- Conoscere i diversi tipi di amplificatori e i relativi parametri prestazionali (e.g. guadagno, dinamica, banda, rumore, distorsione) per l'elaborazione dei segnali analogici in banda base.
- Saper progettare i circuiti per il condizionamento di segnali analogici prodotti da sensori e trasduttori al fine di soddisfare una data specifica di progetto - Saper quantificare gli effetti del campionamento e della quantizzazione nella conversione da Analogico a digitale; progetto di sistemi A/D con ripartizione degli errori tra i vari moduli. Conoscenza dei vari tipi di convertitori A/D e D/A, delle loro caratteristiche e dei relativi circuiti; capacità di scelta di componenti analogici integrati e progetto delle parti necessarie per il loro utilizzo e interfacciamento. Funzionamento dei convertitori A/D differenziali, valutazione degli effetti del sovracampionamento e della sagomatura del rumore (Noise shaping). - Conoscenza delle principali topologie dei circuiti di potenza lineari e a commutazione per il pilotaggio di attuatori di bassa potenza. Saper progettare questi circuiti. - Saper progettare i circuiti di alimentazione di moduli elettronici di bassa potenza. - Conoscenza dell'architettura di sistemi radio riceventi e trasmittenti tipo eterodina. Parametri, caratteristiche e circuiti base per i moduli funzionali di un sistema radio: LNA, PA, oscillatori, mixer, mo-demodulatori. - Sapere come funzionano gli anelli ad aggancio di fase (PLL): capacità di analisi di sistemi PLL, scelta di dispositivi integrati, progetto dei circuiti utilizzabili nei vari sottomoduli di un PLL e di semplici applicazioni basate su PLL (sintetizzatori di frequenza, demodulatori sincroni). |
Prerequisiti / Conoscenze pregresse
Elettronica di base, a livello corrispondente alla conclusione della laurea triennale in elettronica. Conoscenza dei modelli di ampio e piccolo segnale di MOS e BJT, e capacità di utilizzarli nei circuiti base per amplificatori. Modelli di amplificatori operazionali ideali e reali, loro impiego in circuiti con reazione. Conoscenza e capacità di analisi e progetto di altri elementi base di Elettronica Applicata (filtri, circuiti con A.O. in reazione, oscillatori).
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Programma
Argomenti trattati nelle lezioni e relativo peso in ore.
- Analisi delle prestazioni degli stadi di amplificazione elementari (guadagno, banda, rumore, distorsione), (10 ore) - Circuiti di amplificazione ottimizzati per applicazioni a bassa tensione di alimentazione, Amplificatori a alto guadagno, basso rumore, banda larga; (20 ore) - Amplificatori e filtri a capacità commutate, (10 ore) - Conversione A/D/A, parametri, errori, circuiti per ADC e DAC, (20 ore) - Sistemi radio, ricevitori eterodina e PLL, (10 ore) - Circuiti di potenza lineari e a commutazione per il pilotaggio di attuatori, circuiti di protezione, (16 ore) - Regolatori lineari e a commutazione, pompe di carica, (14 ore) |
Organizzazione dell'insegnamento
Le esercitazioni in aula riguardano piccoli progetti, con applicazioni di quanto trattato nelle lezioni immediatamente precedenti. E' richiesto l'uso di calcolatrici scientifiche (personali, di ciascuno studente).
Le esercitazioni sperimentali di laboratorio comprendono la verifica del funzionamento di circuiti progetti nelle esercitazioni, e l'esecuzione di misure sugli stessi. Sono previste 7-8 diverse esercitazioni sperimentali, con possibilità di ripetizione. Le esercitazioni di laboratorio vengono svolte da gruppi di 3 studenti, che devono predisporre un homework prima dell'esercitazione e redigere un rapporto scritto. I rapporti vengono valutati e concorrono a determinare il voto finale. |
Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico
Sono disponibili gli appunti delle lezioni e esercizi svolti.
Testi di riferimento: - B. Razavi - Analog Integrated Circuits Design, Wiley, 2001 - D. DelCorso ' Elettronica delle Telecomunicazioni, McGraw Hill, 2002 - R. van de Plassche ' CMOS Integrated Analog-to-Digital and Digital-to-Analog Converters, 2nd ed., Kluwer, 2003 |
Criteri, regole e procedure per l'esame
L'esame finale comprende uno scritto e un orale. Lo scritto comprende un esercizio di analisi o di progetto. Il tempo
assegnato per la soluzione è di 1 ora. L'orale ha una durata di 15'-20', e riguarda tutti gli argomenti trattati nelle lezioni e nei laboratori. Il voto finale è una media pesata della valutazione di scritto e orale (peso 0,8) e delle relazioni di laboratorio (peso 0,2). |
Altre informazioni La parte di contenuti considerati indispensabili per tutti gli Ingegneri Elettronici Magistrali è comune con il corso che può essere scelto in alternativa: 'Analog and Telecommunication Electronics' (in Inglese) |
Orario delle lezioni |
Statistiche superamento esami |
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