Docente/i: Andrea Mazzanti  

Denominazione del corso: Circuiti E Sistemi Elettronici Per Le Comunicazioni()
Codice del corso: 504230
Corso di laurea: Ingegneria Elettronica
Sede: Pavia
Settore scientifico disciplinare: ING-INF/01
L'insegnamento è caratterizzante per: Ingegneria Elettronica
Crediti formativi: CFU 6
Sito web del corso: n.d.

Obiettivi formativi specifici

Il corso è orientato a studenti interessati ad approfondire le tematiche della progettazione analogica avanzata ed in particolare affronta gli aspetti principali che riguardano la progettazione delle interfacce elettroniche per comunicazioni in banda-base, ad alta velocità, con tecnologie CMOS di ultima generazione. Applicazioni riguardano le comunicazioni per computers (processore-memoria, processore-periferiche) e le comunicazioni su cavo e fibra ottica con rate trasmissivo superiore a 10Gb/sec. Verranno affrontate le architetture dei ricetrasmettitori, delineando le specifiche richieste per i blocchi costituenti e le topologie circuitali fondamentali. Vengono trattate tecniche di amplificazione a banda larga, circuiti equalizzatori analogici (lineari e non lineari) circuiti per la generazione e il recupero del clock e dei dati (PLL,DLL,CDR). Il corso prevede esperienze guidate in laboratorio. Al termine lo studente avrà competenze adeguate per affrontare la pianificazione di sistema e la progettazione dei blocchi circuitali fondamentali di un apparato rice-trasmettitore ad alto data-rate su cavo o fibra ottica.

Programma del corso

Segnali binari in banda base e canali di trasmissione
Proprietà dei segnali binari. Effetto del rumore, limitazione in banda e jitter. Caratteristiche e limitazioni dei canali di trasmissione su cavo (attenuazione, riflessioni, dispersione, rumore, cross-talk) e in fibra ottica (lasers, fotodiodi, fibre mono- e multi-modali) . Architettura dei ricetrasmettitori.

Amplificatori e Drivers
Circuiti per il pilotaggio di linee di trasmissione e lasers. Amplificatori a trans-impedenza. Amplificatori a guadagno programmabile, limitatori, comparatori ad alta velocità. Tecniche di estensione della banda passante: peaking induttivo, Cherry Hooper, amplificatori distribuiti.

Equalizzatori
Concetti generali e aspetti di sistema. Equalizzatori analogici e misto analogico/digitale (Feed-Forward Equalizers, Decision Feedback Equalizers). Realizzazioni circuitali per alto data-rate. Algoritmi di adattamento.

Generazione e Recupero del Clock
Concetti generali e aspetti di sistema. Jitter e phase noise. Anelli ad aggancio di fase (PLL, DLL). Rivelatori di fase e frequenza per sequenze casuali. Interpolatori di fase. Architetture di Clock e Data Recovery. Realizzazioni circuitali con tecnologie ad alto livello di integrazione.

Laboratorio
Linguaggio di descrizione comportamentale per circuiti e sistemi analogici: VerilogA. Simulazione comportamentale di un sistema di ricetrasmissione in banda-base ad alto rate trasmissivo. Progetto circuitale (livello transistors)dei blocchi fondamentali con tecnologia CMOS.

Prerequisiti

Progettazione di circuiti integrati analogici, comunicazioni elettriche, campi elettromagnetici

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 45
Esercitazioni (ore/anno in aula): 0
Attività pratiche (ore/anno in aula): 0

Materiale didattico consigliato

Slides ed appunti a cura del docente. I testi di seguito sono eventualmente indicati come letture di approfondimento.

W. J. Dally , J. W. Poulton. Digital Systems Engineering. Cambridge University Press.

B. Razavi. Design of Integrated Circuits for Optical Communications. McGraw-Hill.

S.H. Hall and H. L. Heck. Advanced Signal Integrity For High-Speed Digital Designs. John Wiley & Sons.

Modalità di verifica dell'apprendimento

Durante il corso verrà assegnata una attività di progetto individuale. L’esame finale consiste in un colloquio orale finalizzato alla verifica delle conoscenze apprese e della qualità del progetto individuale svolto.