Politecnico di Torino | |||||||||||||||||
Anno Accademico 2017/18 | |||||||||||||||||
01NOFOQ Microwave electronics |
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Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Elettronica (Electronic Engineering) - Torino |
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Presentazione
Il corso e' erogato in lingua Inglese.
Microwave Electronics è insegnamento obbligatorio (I anno LM, II semestre) dei filoni Progettazione a radiofrequenza, Dispositivi e tecnologie integrate per l'elettronica e l'optoelettronica e Progettazione di sistemi wireless. Ha lo scopo di fornire le basi per il progetto CAD di circuiti analogici a radiofrequenza, microonde e onde millimetriche con particolare attenzione ai circuiti lineari. |
Risultati di apprendimento attesi
- Conoscenza delle tecnologie integrate (attive e passive) per applicazioni analogiche a RF, microonde e onde millimetriche
- Capacità di analizzare strutture lineari a due porte dal punto di vista dei guadagni di potenza e della stabilità - Conoscenza dei modelli lineari e nonlineari di dispositivi attivi per le microonde - Capacità di analizzare un circuito elettronico con sorgenti di rumore e di progettare due-porte caricati in modo da ottenere la cifra di rumore minima - Conoscenza delle topologie di massima per gli amplificatori lineari a microonde a banda stretta, larga e larghissima - Capacità di progettare e ottimizzare attraverso strumenti CAD amplificatori lineari per le microonde a massimo guadagno e basso rumore - Conoscenza dei parametri fondamentali degli amplificatori di potenza a microonde come elementi quasi-lineari - Capacità di progettare e ottimizzare semplici amplificatori di potenza a banda stretta |
Prerequisiti / Conoscenze pregresse
Elettronica analogica di base, teoria delle linee di trasmissione, elementi sui parametri scattering, elementi sulla teoria dei processi stocastici.
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Programma
- Tecnologie per sistemi analogici integrati (ibridi e monolitici) a RF , microonde , onde millimetriche; richiami su linee di trasmissione e componenti integrati distribuiti e concentrati (1 CFU)
- Analisi di sistemi a due porte lineari con un carico attraverso la rappresentazione a parametri S, guadagni e stabilita'. (0,5 CFU) - Richiami sui dispositivi attivi per microonde e onde millimetriche, modelli di piccolo segnale, modelli di ampio segnale. (0,5 CFU) - Il rumore nei circuiti elettronici, parametri di rumore di circuiti a due porte, modelli di rumore di dispositivi attivi. (0,5 CFU) - Progetto di amplificatori lineari a massimo guadagno e basso rumore; esempi di topologie per microonde e onde millimetriche: anello aperto, bilanciati, reazionati, distribuiti, a reazione serie induttiva. Caratteristiche e progetto di amplificatori di potenza in classe A. (0,5 CFU) Argomenti trattati nei laboratori CAD (2 CFU): - Simulazione e ottimizzazione di circuiti passivi integrati per microonde attraverso il CAD MWOFFICE. - Simulazione e ottimizzazione di amplificatori a massimo guadagno. - Progetto fino allo stadio di layout di un amplificatore a singolo stadio per le microonde. |
Organizzazione dell'insegnamento
Il corso comprende alcuni laboratori CAD dedicati all'apprendimento di software per l'analisi e l'ottimizzazione di circuiti lineari e nonlineari analogici per le microonde (MWOFFICE). Il laboratorio CAD seguirà passi successivi che comprendono l'analisi e il progetto di semplici strutture passive, fino al progetto di un amplificatore a singolo stadio fino al layout. Nel corso delle lezioni verrano proposti esempi ed esercizi numerici.
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Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico
Il materiale didattico comprende una completa raccolta di lucidi utilizzati nel corso delle lezioni ed una traccia delle esercitazioni CAD. Esiste un testo di riferimento (per il momento in bozza) che copre gli argomenti del corso: G.Ghione, M. Pirola, "Microwave electronics"; il testo sara' reso disponibile sul sito del corso. Esiste anche una precedente versione in italian (Otto editore, 2002) disponibile anche come ebook.
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Criteri, regole e procedure per l'esame
L'esame comprende due test scritti:
• Test # 1 - Problemi (2-3) [1/3 del punteggio], domande di teoria (~ 12) in forma scritta [1/3 del punteggio]. Domande e problemi sono tratti da un insieme disponibile dal sito del corso (naturalmente i problemi sono con numeri cambiati!). Le due parti dello scritto vengono svolte consecutivamente (tipicamente 1h per domande e 1h per problemi). Per i problemi gli studenti possono tenere un formulario autogestito (due facce formato A4), per le domande non si possono tenere note. • Test # 2 - Test MWOFFICE presso un laboratorio CAD [1/3 del punteggio]. Il test è costituito un problema simile a quelli visti nei laboratori CAD. Disponibile il manuale utente MWOFFICE. Il test è fatto il giorno stesso del test # 1 o il giorno dopo. Il test può essere sostituito da un progetto individuale o di gruppo a richiesta (max 2 persone); il progetto deve essere consegnato di norma nell’ambito della sessione di esame in cui si sostiene il test #1. Per superare l'esame, lo studente deve ottenere la sufficienza in tutte e tre le parti (domande, problemi, test di laboratorio CAD o progetto). |
Altre informazioni Gli argomenti del corso sono proseguiti nel corso Circuiti integrati a radiofrequenza, che richiama argomenti di elettronica analogica lineare ma è in buona parte dedicato all'analisi e progetto di sottosistemi quasi-lineari o non-lineari (amplificatori di potenza, oscillatori, mescolatori). |
Orario delle lezioni |
Statistiche superamento esami |
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