Docente/i: Lodovico Ratti  

Denominazione del corso: Elettronica
Codice del corso: 500544
Corso di laurea: Ingegneria Meccatronica
Settore scientifico disciplinare: ING-INF/01
L'insegnamento è caratterizzante per: Ingegneria Meccatronica
Crediti formativi: CFU 6
Sito web del corso: http://eil.unipv.it/elettronicaIMN

Obiettivi formativi specifici

Il corso offre una panoramica introduttiva dell’elettronica analogica e digitale. Al termine del corso, lo studente si trovera' a possedere un bagaglio di conoscenze specifiche sui componenti elettronici e microelettronici fondamentali (diodi, transistori MOSFET) e sui seguenti blocchi funzionali: amplificatori operazionali, circuiti di condizionamento, convertitori A/D e D/A, porte logiche e flip-flop, memorie. Il corso si propone di sviluppare la capacità di analizzare circuiti elettronici basati su amplificatori operazionali in grado di svolgere le principali operazioni lineari e non lineari (quali amplificazione, somma, differenza, integrazione, differenziazione, filtraggio, generazione di impulsi), circuiti elementari realizzati con transistori MOSFET e semplici circuiti digitali a partire dalle porte logiche (combinatorie e sequenziali) di base. Ad integrazione delle lezioni frontali, e' previsto lo svolgimento di attivita' di laboratorio riguardanti la simulazione di circuiti elettronici.

Programma del corso

Introduzione al corso
Sistemi di misura. Catena elettronica di acquisizione e controllo. Segnali analogici e digitali. Analisi di Fourier (cenni). Spettro in frequenza. Filtri passa-basso, passa-alto, passa-banda. Diagrammi di Bode. Analisi della risposta al gradino.

Amplificatori operazionali
Amplificatore operazionale ideale. Reazione negativa. Amplificatore invertente e non invertente. Amplificatore differenziale. Non idealità degli amplificatori operazionali. Integratore (puro e approssimato). Differenziatore. Filtri attivi (cenni). Applicazioni non lineari: circuiti bistabili, monostabili, astabili; oscillatori, generatori di forme d’onda.

Diodi
Il diodo a giunzione. Il diodo Zener. Circuiti elementari con impiego di diodi: raddrizzatore, limitatore, stabilizzatore.

Convertitori analogico-digitale e digitale-analogico
Conversione analogico-digitale e digitale-analogico. DAC: schema a resistori pesati e schema con rete resistiva a scala. ADC: schema a doppia rampa, ad approssimazioni successive, di tipo Flash.

Transistore MOSFET
Principio fisico di funzionamento del transistore MOSFET. Configurazioni elementari a singolo transistore. Stadio differenziale. Impiego come componente digitale.

Elettronica digitale
Stati logici. Immunità al rumore. Realizzazione delle porte OR, AND, NOT, NAND, NOR, EXOR in tecnologia CMOS. Multivibratori. Logica sequenziale: Flip-Flop S-R. Memorie: RAM statiche e dinamiche. Memorie ROM.

Prerequisiti

Knowledge of the fundamentals covered by the courses of Elettrotecnica or Teoria dei Circuiti is required.

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 40
Esercitazioni (ore/anno in aula): 16
Laboratori (ore/anno in aula): 8
Progetti (ore/anno in aula): 0

Materiale didattico consigliato

A. Sedra, K. Smith. Microelectronic circuits. Oxford University Press (1998), Oxford, Fourth Edition.

P. Horowitz, W. Hill. The art of electronics. Cambridge University Press (1989), Cambridge, Second Edition.

T. C. Hayes, P. Horowitz. Student manual for the art of electronics. Cambridge University Press (1989), Cambridge.

Modalità di verifica dell'apprendimento

La preparazione dello studente verra' valutata attraverso una prova scritta. E' prevista la possibilita di sostenere una prova orale integrativa.