Il corso si propone di fornire un’ampia panoramica del funzionamento e delle applicazioni dei circuiti analogici e digitali nella moderna elettronica integrata.
Saranno introdotti gli amplificatori operazionali e studiate le loro molteplici applicazioni.
Saranno illustrati i principi di funzionamento e le caratteristiche dei dispositivi elettronici digitali fondamentali
e saranno forniti gli strumenti per l’analisi e la progettazione di circuiti digitali a logica combinatoria e sequenziale.
Saranno introdotti gli amplificatori operazionali e studiate le loro molteplici applicazioni.
Saranno illustrati i principi di funzionamento e le caratteristiche dei dispositivi elettronici digitali fondamentali
e saranno forniti gli strumenti per l’analisi e la progettazione di circuiti digitali a logica combinatoria e sequenziale.
scheda docente
materiale didattico
OpAmp: caratteristiche ideali ad anello aperto e retroazione negativa. Configurazioni invertente e non invertente. Alimentazione degli OpAmp. Saturazione. OpAmp a singola alimentazione. Generatori di tensione e corrente dc. Convertitori I-V. Amplificatori di corrente, differenziali e di misura.
Filtri attivi: filtri del primo e secondo ordine. Configurazione Sallen-Key e Retroazione Multipla. Filtri di ordine superiore. Risposte di tipo Bessel, Butterworth e Chebyshev.
Limitazioni statiche e dinamiche degli OpAmp: deviazioni dalla idealità di un OpAmp. Correnti di bias e di offset. Tensione di offset. Risposta in frequenza degli amplificatori operazionali. Amplificatori compensati e non compensati. Rise Time. Slew-rate.
Stabilità e compensazione in frequenza: criteri di stabilità. Margine di fase. Tecniche di compensazione in frequenza.
Circuiti non lineari e generatori di segnale: comparatori di tensione monolitici. Trigger di Schmitt. Generatori di segnali sinusoidali. Oscillatori a ponte di Wien e a sfasamento. Multivibratori. Il temporizzatore 555 e le sue applicazioni.
ELETTRONICA DIGITALE
Circuiti e dispositivi combinatori: variabili logiche, algebra booleana e funzioni booleane. Tavole della verità, Mappe di Karnaugh. Minimizzazione di funzioni booleane e loro rappresentazione a porte NAND in termini di SOP e a porte NOR in termini di POS. Temporizzazione delle uscite nei circuiti combinatori. Condizioni di indifferenza e minimizzazione. Progetto di circuiti combinatori con porte logiche. Circuiti di codifica e decodifica. Generazione di funzioni utilizzando decodificatori. Multiplexer e demultiplexer. Generazione di funzioni mediante multiplexer. Memorie a sola lettura ROM. Dispositivi logici programmabili PAL e PLA.
Circuiti sequenziali: latch Set-Reset. Latch Set-Reset con clock. Flip flop Master-Slave. Flip flop J-K. Flip flop D. Edge triggered Flip-flop. Registri a scorrimento SISO, PIPO, SIPO e PISO. Scorrimento dei dati a destra, a sinistra e bidirezionale. Scorrimento ciclico, circolatore di 1 e di 0. Contatori binari asincroni: ripple Counter e divisori di frequenza. Contatori in avanti e all’indietro. Contatori bidirezionali. Contatori con modulo arbitrario. Contatori sincroni. Contatori ad anello.
Conversione analogico-digitale. Teorema del campionamento. Convertitori SAR, Flash e sigma-delta.
Fundamentals of Electronics 3 : Discrete-Time Signals and Systems, and Quantized Level Systems, P. Muret
Digital design from zero to one, J. Daniels
Digital Systems Design, Vol. I, II, III, L. Massengale
Digital electronics. Principles, devices and applications, A. Maini
Programma
ELETTRONICA ANALOGICAOpAmp: caratteristiche ideali ad anello aperto e retroazione negativa. Configurazioni invertente e non invertente. Alimentazione degli OpAmp. Saturazione. OpAmp a singola alimentazione. Generatori di tensione e corrente dc. Convertitori I-V. Amplificatori di corrente, differenziali e di misura.
Filtri attivi: filtri del primo e secondo ordine. Configurazione Sallen-Key e Retroazione Multipla. Filtri di ordine superiore. Risposte di tipo Bessel, Butterworth e Chebyshev.
Limitazioni statiche e dinamiche degli OpAmp: deviazioni dalla idealità di un OpAmp. Correnti di bias e di offset. Tensione di offset. Risposta in frequenza degli amplificatori operazionali. Amplificatori compensati e non compensati. Rise Time. Slew-rate.
Stabilità e compensazione in frequenza: criteri di stabilità. Margine di fase. Tecniche di compensazione in frequenza.
Circuiti non lineari e generatori di segnale: comparatori di tensione monolitici. Trigger di Schmitt. Generatori di segnali sinusoidali. Oscillatori a ponte di Wien e a sfasamento. Multivibratori. Il temporizzatore 555 e le sue applicazioni.
ELETTRONICA DIGITALE
Circuiti e dispositivi combinatori: variabili logiche, algebra booleana e funzioni booleane. Tavole della verità, Mappe di Karnaugh. Minimizzazione di funzioni booleane e loro rappresentazione a porte NAND in termini di SOP e a porte NOR in termini di POS. Temporizzazione delle uscite nei circuiti combinatori. Condizioni di indifferenza e minimizzazione. Progetto di circuiti combinatori con porte logiche. Circuiti di codifica e decodifica. Generazione di funzioni utilizzando decodificatori. Multiplexer e demultiplexer. Generazione di funzioni mediante multiplexer. Memorie a sola lettura ROM. Dispositivi logici programmabili PAL e PLA.
Circuiti sequenziali: latch Set-Reset. Latch Set-Reset con clock. Flip flop Master-Slave. Flip flop J-K. Flip flop D. Edge triggered Flip-flop. Registri a scorrimento SISO, PIPO, SIPO e PISO. Scorrimento dei dati a destra, a sinistra e bidirezionale. Scorrimento ciclico, circolatore di 1 e di 0. Contatori binari asincroni: ripple Counter e divisori di frequenza. Contatori in avanti e all’indietro. Contatori bidirezionali. Contatori con modulo arbitrario. Contatori sincroni. Contatori ad anello.
Conversione analogico-digitale. Teorema del campionamento. Convertitori SAR, Flash e sigma-delta.
Testi Adottati
Design with operational amplifiers and analog integrated circuits, Sergio FrancoFundamentals of Electronics 3 : Discrete-Time Signals and Systems, and Quantized Level Systems, P. Muret
Digital design from zero to one, J. Daniels
Digital Systems Design, Vol. I, II, III, L. Massengale
Digital electronics. Principles, devices and applications, A. Maini
Modalità Frequenza
La frequenza non è obbligatoria ma consigliataModalità Valutazione
La verifica dell'apprendimento avviene attraverso due modalità distinte, a scelta dello studente: a. Tre prove scritte intermedie e una prova orale. Ogni prova scritta è valutata in trentesimi. La valutazione finale tiene conto dei voti ottenuti nelle prove intermedie e dell'esito della prova orale. b. Una prova scritta ed una prova orale. La prova scritta è valutata in trentesimi; è necessario un voto pari o superiore a 18 per accedere alla prova orale. La valutazione finale tiene conto del voto ottenuto nella prova scritta e dell'esito della prova orale.