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Anno Accademico 2015/16
03MOAOA
Elettronica applicata e misure
Corso di Laurea in Ingegneria Informatica - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Del Corso Dante ORARIO RICEVIMENTO     82 0 18 60 4
Gioannini Mariangela ORARIO RICEVIMENTO A2 ING-INF/01 82 0 18 0 1
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-INF/01 10 B - Caratterizzanti Ingegneria elettronica
Presentazione
Questo insegnamento completa le nozioni base di Elettronica fornite nel precedente 'Sistemi e tecnologie elettroniche', con analisi dettagliate di sistemi elettronici di media complessitÓ, comprendenti parti analogiche e parti digitali, e introducendo elementi relativi al progetto degli stessi. L'insegnamento comprende anche nozioni di Misure Elettroniche, con riferimento ai metodi di misura, alla strumentazione, ai sensori e loro interfacciamento.
Risultati di apprendimento attesi
CapacitÓ di analizzare circuiti utilizzanti circuiti analogici, digitali e convertitori A/D e D/A. Comprensione delle caratteristiche di componenti e dispositivi anche integrati, capacitÓ di utilizzare i data sheet. CapacitÓ di definire le caratteristiche dei blocchi funzionali, e di progettare blocchi di limitata complessitÓ 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 (velocitÓ, consumo, costo) e caratteristiche.
Conoscenza delle tecniche e procedure per misure di media complessitÓ, capacitÓ di utilizzare la relativa strumentazione. Conoscenza delle tecniche di misura automatica. CapacitÓ di impostare la caratterizzazione di sottosistemi elettronici, scelta degli strumenti di misura, redazione dei relativi report di misura e collaudo.
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.
Programma
1 Circuiti logici sequenziali : (10 ore)
Richiami sui Flip-Flop base; divisori di frequenza, contatori, registri;
Struttura e tempistica di macchine a stati finiti logiche a matrice, PLA

2 Comparatori di soglia: circuiti e applicazioni (6 ore)
Comparatori con isteresi;
Generatori di onda quadra e triangolare.

3 Bus e interconnessioni (18 ore)
Richiami su linee di trasmissione, riflessioni, terminazioni, diafonia.
Modello a strati per le interconnessioni; topologie, classificazione.
Sincronizzazione, Protocolli per lettura e scrittura, Protocolli master-slave e multi-master, arbitri
Esempi di protocolli standard
Tecniche per la distribuzione di clock, segnali e alimentazione

4 Sistemi di acquisizione dati (18 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

5 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

6 Misure elettroniche (32 ore)
Modelli di Incertezza, misurazioni dirette/indirette
Strumentazione: oscilloscopio digitale, voltmetri digitali, voltmetri AC
Misure di tempo e Frequenza
Generatori di Segnale, sintetizzatori
Misure a RF

7 Sensori (8 ore)
Sensori analogici, a soglia, digitali
Sensori di posizione/velocitÓ/accelerazione, forza/pressione, temperatura
Interfacciamento dei sensori con i sistemi di acquisizione
Organizzazione dell'insegnamento
L'insegnamento prevede esercitazioni in aula, consistenti nell'analisi di circuiti o sistemi elettronici e piccoli progetti, legati agli argomenti delle lezioni.
Sono previste come parte opzionale anche esperienze di laboratorio, condotte da gruppi di studenti presso i Laboratori Didattici del Dipartimento (LED), con redazione di una relazione sui progetti e sulle misure effettuate. Gli argomenti delle esercitazioni sperimentali sono:
Interconnessioni digitali, riflessioni, terminazioni;
Comparatori di soglia (generatore quadro/triangolo);
Convertitori D/A e A/D;
Misure di tensione e di corrente;
Oscilloscopi digitali;
Misure di Frequenza.
Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico
Il testo di riferimento, che copre buona parte degli argomenti di Elettronica trattati Ŕ:
F. Maloberti: Understanding Microelectronics: A Top-Down Approach; Wiley, December 2011, ISBN: 978-0-470-74555-7.
Gli argomenti di Misure sono reperibili nel testo:
A. Carullo, U. Pisani, A. Vallan: Fondamenti di Misure e Strumentazione Elettronica, CLUT, 2006
Sono disponibili copie dei lucidi utilizzati nelle lezioni, esempi di scritti di esame ed esercizi, e i manuali per le esercitazioni di laboratorio. Tutto il materiale didattico Ŕ scaricabile da: http://areeweb.polito.it/didattica/corsiddc/03MOA/.
Criteri, regole e procedure per l'esame

L'esame finale comprende uno scritto e, a richiesta, un orale.
Lo scritto comprende: 10 domande a risposte chiuse, 2 domande con risposta non numerica, 3 esercizi numerici. Il tempo assegnato per la soluzione Ŕ di 2 ore, e il massimo punteggio conseguibile con il solo scritto Ŕ 27.
Il voto finale Ŕ una media pesata della valutazione di scritto e orale (peso indicativo 0,8) e delle relazioni di laboratorio (peso indicativo 0,2).
E' possibile sostenere un orale integrativo (durata di 15'-20', su tutti gli argomenti trattati nelle lezioni e nei laboratori), e acquisire punti aggiuntivi con relazioni di approfondimento su argomenti specifici, o preparando appunti delle lezioni riutilizzabili negli anni successivi. Le regole dettagliate per orale, relazioni e appunti sono indicate durante la prima lezione.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2015/16
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