Politecnico di Torino | |||||||||||||||||||||||||
Anno Accademico 2017/18 | |||||||||||||||||||||||||
08ATIOA Elettronica applicata |
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Corso di Laurea in Ingegneria Informatica - Torino |
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Esclusioni: 03MZG |
Presentazione
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, la conversione col mondo Analogico e l’interfacciamento col mondo esterno.
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Risultati di apprendimento attesi
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. |
Prerequisiti / Conoscenze pregresse
Analisi di reti elettriche e caratteristiche dei segnali nel dominio del tempo e in 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.
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Programma
Circuiti digitali combinatori (18 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 analogico/digitali, esempio di sistema complesso con microP/DSP o FPGA - Organizzazione dell’industria elettronica e dei semiconduttori 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 Interfacciamento con sensori e attuatori (3 ore) - Amplificatori di condizionamento e da strumentazione - Uso del MOSFET in commutazione. - Circuiti a semiponte e a ponte. |
Organizzazione dell'insegnamento
Obiettivo dei laboratori (per un totale di 15 ore complessive) è verificare quanto presentato a lezione, tramite il montaggio di semplici circuiti per la verifica sperimentale delle problematiche relative all’interfacciamento elettrico di segnali digitali e la conversione A/D/A. L’organizzazione sarà tale da favorire il lavoro di gruppo e richiederà la stesura di relazioni.
L'insegnamento prevede esercitazioni in aula, consistenti nell'analisi di circuiti o sistemi elettronici e piccoli progetti, legati agli argomenti delle lezioni. |
Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico
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 |
Criteri, regole e procedure per l'esame
L’esame finale comprende una prova scritta ed un orale facoltativo. Lo scritto comprende esercizi numerici relativi agli argomenti principali. Il tempo assegnato per la soluzione è di 2 ore. L’orale ha una durata di 15’-20’, e riguarda tutti gli argomenti trattati nelle lezioni e nei laboratori. Il voto finale è ottenuto dalla media pesata delle valutazioni di scritto e orale e da un contributo additivo legato alla valutazione delle relazioni di laboratorio (tra -4 e +4).
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Orario delle lezioni |
Statistiche superamento esami |
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