ID:
134553
Tipo Insegnamento:
Opzionale
Durata (ore):
60
CFU:
6
SSD:
ELETTRONICA
Url:
INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA/Ingegneria informatica1 Anno: 3
INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA/Ingegneria informatica2 Anno: 3
INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA/Ingegneria informatica3 Anno: 3
Anno:
2025
Dati Generali
Periodo di attività
Primo Semestre (22/09/2025 - 17/12/2025)
Syllabus
Obiettivi Formativi
L'insegnamento si focalizza sui sistemi elettronici fondamentali per l'elaborazione dei segnali analogici, con particolare attenzione ai diversi componenti circuitali che li costituiscono.
L'obiettivo principale è di fornire, dopo avere introdotto le caratteristiche elettriche dei principali dispositivi a semiconduttore, gli strumenti fondamentali per la comprensione del funzionamento di circuiti elettronici analogici lineari e non lineari con riferimenti applicativi ai principali sistemi dell'elettronica analogica. Verranno in particolare trattati: sistemi di alimentazione, sistemi di amplificazione, sistemi di generazione, acquisizione e condizionamento dei segnali.
Le principali conoscenze acquisite saranno:
- caratteristiche elettriche di dispositivi a semiconduttore;
- proprietà fondamentali degli amplificatori;
- elaborazione di segnali analogici con amplificatori operazionali;
- elementi fondamentali su circuiti non lineari: amplificatori di potenza e oscillatori;
- elementi fondamentali su circuiti di alimentazione lineari e in commutazione.
Le principali abilità (ossia la capacità di applicare le conoscenze acquisite) saranno:
- selezionare i dispositivi a semiconduttore in funzione della relativa applicazione circuitale;
- comprendere il funzionamento e la struttura degli amplificatori lineari;
- implementare funzioni analogiche con amplificatori operazionali;
- comprendere il funzionamento di oscillatori e amplificatori di potenza in classe A e B;
- dimensionare i circuiti di alimentazione fondamentali.
Come evidenziato anche nei contenuti, questo insegnamento fornisce conoscenze sull’efficienza energetica di circuiti e sistemi elettronici, conoscenze che consento di valutarne le implicazioni in termini di sostenibilità ambientale.
L'obiettivo principale è di fornire, dopo avere introdotto le caratteristiche elettriche dei principali dispositivi a semiconduttore, gli strumenti fondamentali per la comprensione del funzionamento di circuiti elettronici analogici lineari e non lineari con riferimenti applicativi ai principali sistemi dell'elettronica analogica. Verranno in particolare trattati: sistemi di alimentazione, sistemi di amplificazione, sistemi di generazione, acquisizione e condizionamento dei segnali.
Le principali conoscenze acquisite saranno:
- caratteristiche elettriche di dispositivi a semiconduttore;
- proprietà fondamentali degli amplificatori;
- elaborazione di segnali analogici con amplificatori operazionali;
- elementi fondamentali su circuiti non lineari: amplificatori di potenza e oscillatori;
- elementi fondamentali su circuiti di alimentazione lineari e in commutazione.
Le principali abilità (ossia la capacità di applicare le conoscenze acquisite) saranno:
- selezionare i dispositivi a semiconduttore in funzione della relativa applicazione circuitale;
- comprendere il funzionamento e la struttura degli amplificatori lineari;
- implementare funzioni analogiche con amplificatori operazionali;
- comprendere il funzionamento di oscillatori e amplificatori di potenza in classe A e B;
- dimensionare i circuiti di alimentazione fondamentali.
Come evidenziato anche nei contenuti, questo insegnamento fornisce conoscenze sull’efficienza energetica di circuiti e sistemi elettronici, conoscenze che consento di valutarne le implicazioni in termini di sostenibilità ambientale.
Prerequisiti
E' necessario avere acquisito e assimilato le conoscenze fornite nei seguenti insegnamenti (fra parentesi sono riportati gli argomenti più rilevanti):
- Circuiti elettrici (componenti circuitali e loro equazioni costitutive, leggi di Kirchhoff e loro applicazione, teoremi di Thevenin e Norton)
- Fondamenti di Automatica (funzioni di trasferimento e di risposta armonica, retroazione e stabilità)
- Probabilità, Statistica e Segnali (segnali nel dominio del tempo e della frequenza - spettri).
- Circuiti elettrici (componenti circuitali e loro equazioni costitutive, leggi di Kirchhoff e loro applicazione, teoremi di Thevenin e Norton)
- Fondamenti di Automatica (funzioni di trasferimento e di risposta armonica, retroazione e stabilità)
- Probabilità, Statistica e Segnali (segnali nel dominio del tempo e della frequenza - spettri).
Metodi didattici
Il corso è organizzato con la seguente modalità:
- lezioni in aula su tutti gli argomenti del corso.
- lezioni in aula su tutti gli argomenti del corso.
Verifica Apprendimento
L'esame consentirà di valutare la comprensione delle problematiche affrontate e la padronanza degli strumenti di analisi e sintesi introdotti. Si svolge in forma scritta e comprende 2 domande di teoria nell'ambito dei tre macro-argomenti del corso: sistemi elettronici di alimentazione e/o sistemi elettronici di amplificazione (solo amplificatori per grandi segnali, NON amplificatori per piccoli segnali) e/o sistemi elettronici di generazione, acquisizione e condizionamento dei segnali.
Le risposte alle due domande di teoria, valutate con un massimo di 16 punti ciascuna, non possono essere solo discorsive ma devono riportare più o meno quanto sviluppato a lezione dal docente anche in termini di formule/procedimenti di analisi/progetto (è lecito e suggerito omettere i passaggi banali o puramente matematici, e.g. soluzione di integrali, ecc.).
In caso di superamento dell'esame, lo studente, se ritiene che il voto non rifletta il suo livello di preparazione, può richiedere una integrazione della prova scritta con una prova orale che, indicativamente, può portare a un incremento/decremento della valutazione tra +3 e -3 punti. La prova orale va richiesta non appena sono stati pubblicati gli esiti dell'appello.
La durata complessiva della prova scritta è di circa 1 ora e 15 minuti.
Durante la prova NON è possibile consultare testi, appunti o altro materiale.
Per motivi organizzativi la lista d'esame si chiude alcuni giorni prima della data dell'appello.
Il superamento dell'esame è prova dell'avere acquisito la capacità di applicare le conoscenze relative all'utilizzo di dispositivi a semiconduttore e all'analisi e sintesi di circuiti e sistemi elettronici per l'elaborazione analogica dei segnali.
Le risposte alle due domande di teoria, valutate con un massimo di 16 punti ciascuna, non possono essere solo discorsive ma devono riportare più o meno quanto sviluppato a lezione dal docente anche in termini di formule/procedimenti di analisi/progetto (è lecito e suggerito omettere i passaggi banali o puramente matematici, e.g. soluzione di integrali, ecc.).
In caso di superamento dell'esame, lo studente, se ritiene che il voto non rifletta il suo livello di preparazione, può richiedere una integrazione della prova scritta con una prova orale che, indicativamente, può portare a un incremento/decremento della valutazione tra +3 e -3 punti. La prova orale va richiesta non appena sono stati pubblicati gli esiti dell'appello.
La durata complessiva della prova scritta è di circa 1 ora e 15 minuti.
Durante la prova NON è possibile consultare testi, appunti o altro materiale.
Per motivi organizzativi la lista d'esame si chiude alcuni giorni prima della data dell'appello.
Il superamento dell'esame è prova dell'avere acquisito la capacità di applicare le conoscenze relative all'utilizzo di dispositivi a semiconduttore e all'analisi e sintesi di circuiti e sistemi elettronici per l'elaborazione analogica dei segnali.
Testi
Materiale didattico fornito dal docente su tutti gli argomenti oggetto di domande di teoria nella prova d'esame.
Per approfondimenti si suggerisce il seguente testo (o sue edizioni precedenti):
- R.C. Jaeger, T.N. Blalock, B.J. Blalock, Microelettronica, sesta edizione, Mc Graw-Hill, 2023.
Per approfondimenti si suggerisce il seguente testo (o sue edizioni precedenti):
- R.C. Jaeger, T.N. Blalock, B.J. Blalock, Microelettronica, sesta edizione, Mc Graw-Hill, 2023.
Contenuti
L'insegnamento prevede 60 ore di didattica.
Argomenti svolti:
Introduzione e richiami:
Ruolo dell'elettronica analogica. Richiami sull'analisi di circuiti elettrici. Amplificazione di potenza e dispositivi elettronici. Esempi di elaborazione non lineare dei segnali.
Dispositivi a semiconduttore:
Cenni a semiconduttori, drogaggio e funzionamento della giunzione pn. Diodo e relativo modello. Analisi di circuiti con diodi. Transistori bipolari: principio e regioni di funzionamento, modelli elementari per grandi e piccoli segnali e loro impiego.
Sistemi elettronici di alimentazione:
Raddrizzatori e relativi filtri. Utilizzo di trasformatori. Regolatori DC/DC lineari. Il transistore come switch. DC/DC in commutazione. Amplificatore switching.
Sistemi elettronici di amplificazione:
Amplificatori per piccoli segnali - Il transistore come amplificatore. Polarizzazione dei transistori. Stadi amplificatori elementari per piccoli segnali (banda passante, analisi in centro banda). Amplificatori a più stadi. Elaborazione differenziale dei segnali. Amplificatore differenziale.
Amplificatori per grandi segnali - Amplificatori di potenza in classe A e B. Distorsione, rendimento e dimensionamento termico. Amplificazione di segnali modulati angolarmente (amplificatore in classe C) e analogia con amplificatore switching PWM.
Sistemi elettronici di generazione, acquisizione e condizionamento dei segnali:
Amplificatori operazionali. Richiami su retroazione negativa e desensibilizzazione. Circuiti basati su operazionali. Non idealità degli operazionali. Limiti in frequenza. Stabilità e compensazione. Risposta nel dominio del tempo e slew-rate. Multivibratori (bistabile, astabile e monostabile) e oscillatori sinusoidali.
Argomenti svolti:
Introduzione e richiami:
Ruolo dell'elettronica analogica. Richiami sull'analisi di circuiti elettrici. Amplificazione di potenza e dispositivi elettronici. Esempi di elaborazione non lineare dei segnali.
Dispositivi a semiconduttore:
Cenni a semiconduttori, drogaggio e funzionamento della giunzione pn. Diodo e relativo modello. Analisi di circuiti con diodi. Transistori bipolari: principio e regioni di funzionamento, modelli elementari per grandi e piccoli segnali e loro impiego.
Sistemi elettronici di alimentazione:
Raddrizzatori e relativi filtri. Utilizzo di trasformatori. Regolatori DC/DC lineari. Il transistore come switch. DC/DC in commutazione. Amplificatore switching.
Sistemi elettronici di amplificazione:
Amplificatori per piccoli segnali - Il transistore come amplificatore. Polarizzazione dei transistori. Stadi amplificatori elementari per piccoli segnali (banda passante, analisi in centro banda). Amplificatori a più stadi. Elaborazione differenziale dei segnali. Amplificatore differenziale.
Amplificatori per grandi segnali - Amplificatori di potenza in classe A e B. Distorsione, rendimento e dimensionamento termico. Amplificazione di segnali modulati angolarmente (amplificatore in classe C) e analogia con amplificatore switching PWM.
Sistemi elettronici di generazione, acquisizione e condizionamento dei segnali:
Amplificatori operazionali. Richiami su retroazione negativa e desensibilizzazione. Circuiti basati su operazionali. Non idealità degli operazionali. Limiti in frequenza. Stabilità e compensazione. Risposta nel dominio del tempo e slew-rate. Multivibratori (bistabile, astabile e monostabile) e oscillatori sinusoidali.
Lingua Insegnamento
Italiano
Corsi
Corsi
3 anni
No Results Found
Persone
Persone
No Results Found