L'insegnamento ha il fine di fornire le basi necessarie per analizzare e progettare semplici circuiti elettronici contenenti amplificatori operazionali in condizioni di linearità e non. Saranno inoltre presentate e discusse le principali caratteristiche tecniche relative a circuiti amplificatori, con particolare attenzione alla comprensione della risposta in frequenza e dei diagrammi utilizzati per rappresentarla.
Il secondo obiettivo è iniziare ad esporre gli studenti alle principali problematiche associate al prelievo di segnali biomedici, che saranno oggetto di approfondimento di insegnamenti successivi. A tal fine, per ogni argomento trattato saranno proposti esempi concernenti le più comuni applicazioni, nella strumentazione di diagnostica elettrofisiologia, dei circuiti oggetto di studio.
Terzo obiettivo del corso è insegnare agli studenti a realizzare e caratterizzare in laboratorio semplici circuiti elettronici; in particolare, nel corso dei laboratori gli studenti realizzeranno sotto la guida dei docenti alcuni dei circuiti studiati in aula, che consentiranno, al termine del corso, di realizzare, caratterizzare e provare ad utilizzare un semplice elettrocardiografo.

Conoscenza delle problematiche relative al trasferimento energetico tra generatore e carico e capacità di comprendere circuiti di accoppiamento reali, conoscenza di modelli di amplificatori operazionali e comprensione delle ipotesi sotto le quali ogni modello è valido e comprensione delle limitazioni intrinseche di ogni modello, conoscenza dei principali circuiti comprendenti amplificatori operazionali in linearità e comprensione delle rispettive tecniche di analisi e progetto, conoscenza dei comparatori di soglia basati su amplificatori operazionali e comprensione delle relative tecniche di analisi e progetto, conoscenza delle porte logiche elementari e comprensione delle rispettive funzioni e delle modalità di interconnessione.
Nel corso delle esercitazioni in aula e delle esercitazioni di laboratorio verranno sviluppate le capacità di applicare alla soluzione di problemi pratici la teoria esposta nel corso delle lezioni.
Autonomia di giudizio
Questo insegnamento contribuisce a sviluppare l'autonomia di giudizio durante le esercitazioni in aula e di laboratorio.
Questo insegnamento contribuisce a migliorare le abilità comunicative scritte e orali mediante le esercitazioni in aula e di laboratorio.
Questo insegnamento mette gli studenti nella condizione di imparare ad analizzare semplici circuiti elettronici che impiegano componenti non conosciuti agli studenti passando attraverso la conoscenza dei modelli circuitali dei componenti stessi e tenendo conto delle limitazioni d'uso dei modelli stessi.

Conoscenze strumenti matematici dei corsi di analisi e geometria. Conoscenza della fisica dei fenomeni elettrici. Conoscenza dei teoremi della elettrotecnica e dei principi di soluzione delle reti elettriche.

8 ore di introduzione al corso e di richiami di elettrotecnica
20 ore i laboratorio in cui si impara ad usare gli strumenti di base (oscilloscopio, multimetro, alimentatore, generatore di segnali) e ad assemblare i circuiti mediante piastre millefori.
10 ore analisi dei circuiti con la trasformata di Fourier. Uso dei diagrammi di Bode
4 ore Introduzione alla reazione negativa: esempi e applicazioni
10 ore uso dell’amplificatore operazionale ideale con esempi dei circuiti di base
16 ore esercizi di circuiti con OPAMP: amplificatore per strumentazione, filtri a poli complessi coniugati e celle base per la realizzazione di filtri attivi
4 ore confronto tra operazionale ideale e reale. Specifiche e letture data sheet OPAMP reale.
8 Soluzione prove scritte anni scorsi e simulazione in preparazione alla prova scritta.

Il corso prevede ore obbligatorie in laboratorio con attività di gruppo e sviluppo di relazioni di collaudo dei circuiti realizzati. I blocchi componenti un semplice sistema ECG sono realizzati: blocco di acquisizione con amplificatore per strumentazione, blocco per la reiezione dei disturbi di rete a 50 Hz e blocco passa basso. Ogni esercitazione, con durata 3 ore, prevede realizzazione, montaggio e collaudo di uno di questi blocchi. L’ultima esercitazione è focalizzata all’assemblaggio del sistema completo, mettendo in cascata i singoli blocchi, e al suo collaudo. Ogni gruppo prova il circuito nelle sue reali condizioni operative, i.e. con segnale provato prelevato da elettrodi posizionati su corpo umano. Le attività di laboratorio valutate in base alle relazioni di gruppo e al comportamento individuale nelle ore di laboratorio danno un contributo integrativo al voto finale (max 2 punti).

Sul portale sono presenti a inizio corso le slides utilizzate. Materiale aggiornato se necessario viene fornito in itinere. Sono inoltre disponibili dispense a cura del docente che coprono il programma del corso.

L’esame prevede una prova scritta a soglia. Gli studenti che ottengono a questa prova scritta una valutazione superiore a 18/30 sono in generale promossi con lo stesso voto conseguito allo scritto cui va sommato la valutazione delle attività di gruppo sviluppate in laboratorio. Il docente si riserva comunque la possibilità di procedere a un ulteriore accertamento orale. Gli studenti che hanno avuto punteggio tra 15/30 e 18/30 devono sostenere prova integrativa orale. Studenti con votazione inferiore a 15/30 devono ripetere la prova. Tutti gli studenti che hanno passato la prova scritta possono sostenere a richiesta la prova integrativa orale.