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).

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.

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.

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

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.

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.