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ITIS G.C. FACCIO - VERCELLI
CLASSE 5ª INFORMATICA - PROGETTO ABACUS - a.s. 2007/08
PROGRAMMA DI "ELETTRONICA E TELECOMUNICAZIONI"
* PROF. ING. MASSIMO BRUSA *
Riferimenti bibliografici:
Rif.1) L'elettronica. Elettronica e telecomunicazioni (E. Ambrosini - R. Lorenzi)
Edizioni Tramontana (edizione gennaio 2007)
TS469LA
ISBN 978-88-23304-48-2
Rif.2) Corso di Elettronica sperimentale - Elettronica programmabile con
elementi di analogica (E. Ambrosini - I. Perlasca)
Edizioni Tramontana (edizione gennaio 2003)
Rif.2 Capitolo 11
CONVERSIONE A/D E D/A
1 - Schema generale di un sistema di acquisizione, elaborazione
e distribuzione dati (con particolare riferimento alla trasduzione di
grandezze lentamente variabili nel tempo)
2 - Convertitori D/A
3 - Caratteristiche fondamentali di un DAC
- tensione in uscita
- tensione di fondoscala
- risoluzione
- massima tensione di uscita
4 - Le possibili architetture dei convertitori D/A
- DAC a resistori pesati
Inconvenienti del DAC a resistori pesati
- DAC a rete R-2R
Inconvenienti del DAC a rete R-2R
- DAC a rete R-2R a scala invertita
5 - Parametri per la valutazione di un DAC
- caratteristica ingresso-uscita
- errore di offset
- errore di guadagno
- errore di non linearità
- errore di non linearità differenziale
- non linearità non monotonica
- tempo di assestamento
- transitori spuri (glitch)
6 - Convertitori A/D
Caratteristiche fondamentali di un ADC
- intervallo di quantizzazione o quanto
- errore di quantizzazione
- soglia tra un codice ed il successivo
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- tensione di fondo scala
- massima tensione d'ingresso
7 – Tipi di convertitori A/D
8 – Parametri e cause di errore nei convertitori A/D
9 – La conversione A/D e il problema dell’acquisizione di grandezze variabili
nel tempo.
Rif.1) Modulo B -
IL DOMINIO DELLA FREQUENZA
Unità di lavoro B1 – L’analisi armonica
1 - I segnali periodici e la serie di Fourier
Segnali trigonometrici
Le armoniche
La serie di Fourier
Lo spettro delle ampiezze in rappresentazione polare
2 - Alcuni casi specifici di spettri di segnali periodici (pagg. 53-54-55, cenni)
- Onda quadra alternata
- Onda quadra con valore minimo nullo
- Segnale impulsivo
- Segnale triangolare
Alcune conclusioni importanti sull’analisi degli spettri
5 – L’analizzatore di spettro
- struttura e spettro misurato
TEST DI VERIFICA (p.66): 2-5-6-7
PROBLEMI SVOLTI (p.66): PROBLEMI DA SVOLGERE (p. 70): Unità di lavoro B2 – I diagrammi di Bode
1 – Analisi di un circuito lineare a regime sinusoidale (solo cenni)
- la funzione di trasferimento
- metodo simbolico per l’analisi dei circuiti lineari a regime sinusoidale
2 – Come ricavare la funzione di trasferimento di un circuito
- risposta in frequenza a regime sinusoidale e in funzione di ω
3 – Poli, zeri e fattorizzazione della funzione di trasferimento
- poli e zeri di una fdt
- 1ª e 2ª forma fattorializzata della fdt
4 - Risposta in frequenza e diagrammi di Bode
- teorema della risposta in frequenza
- utilità della scala logaritmica
- come posizionarsi su una scala logaritmica
- il decibel (dB)
APPROFONDIMENTO 1: fisica realizzabilità di una funzione di
trasferimento
5 – I diagrammi di Bode in un caso semplice: il filtro RC passa-basso
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- filtro RC passa-basso del 1° ordine
- modulo della fdt e fase della fdt: diagrammi asintotici e reali
- pulsazione di taglio e frequenza di taglio
6 – Il filtro RC passa-alto
- filtro RC passa-alto del 1° ordine
- modulo della fdt e fase della fdt: diagrammi asintotici e reali
- pulsazione di taglio e frequenza di taglio
7 - Tracciamento dei diagrammi di Bode con poli e zeri reali
- diagramma del modulo
- diagramma della fase
- metodi semplice per tracciare i diagrammi di Bode
nell’ipotesi che non ci siano zeri e poli nell’origine
nell’ipotesi che ci siano zeri e poli nell’origine
8 – Filtri passivi di ordine superiore al primo
- filtro RC passa-banda
rete di Wien
filtro a banda larga
filtro a banda stretta
TEST DI VERIFICA (p.96): 1-2-3-4-5
PROBLEMI SVOLTI (p.96): 1-2-4-9-10-14
PROBLEMI DA SVOLGERE (p. 103): 16-17-18-19-20-22
Unità di lavoro B3 – Le trasformazioni
1 - Trasformata di Laplace
- utilità della trasformata di Laplace
- trasformazione e antitrasformazione
2 - Studio di un circuito tramite la trasformata di Laplace
- proprietà delle L-trasformate
- applicazione del metodo a un circuito
- L-trasformazione dei componenti passivi
TABELLA 1: trasformate di Laplace (p. 110)
APPROFONDIMENTO 2
- la funzione di trasferimento
TEST DI VERIFICA (p.113): 1-2-3
PROBLEMI SVOLTI (p.113): PROBLEMI DA SVOLGERE (p.114): Rif.1) Modulo C -
LA RISPOSTA IN FREQUENZA
Unità di lavoro C1 – Amplificatori con operazionali
1 - Premessa
2 - Frequenza di taglio inferiore: il filtro attivo passa-alto
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- passa-alto invertente
- passa-alto non invertente
3 - Frequenza di taglio superiore: i filtri attivi passa-basso e passa-banda
- passa-basso invertente
- passa-basso non invertente
- passa-banda invertente
- passa-banda non invertente (es 1 p.125)
4 - Limiti in frequenza di un operazionale reale
- GBW
- Slew rate
- Calcolo del limite di frequenza di un OP-AMP per segnali triangolari
- Calcolo del limite di frequenza di un OP-AMP per segnali sinusoidali
TEST DI VERIFICA (p.125): 1-2-3-4-5-6
PROBLEMI SVOLTI (p.125): 1-4-6-7
PROBLEMI DA SVOLGERE (p. 131): 8-9-10
Unità di lavoro C2 – Filtri attivi
1 – I filtri attivi (solo le classificazioni della premessa)
Rif.1) Modulo D -
I MEZZI TRASMISSIVI
● La comunicazione a distanza e il confronto tra i diversi mezzi trasmissivi
(dispense)
● Confronto per ordini di grandezza tra mezzi trasmissivi (dispense)
● Schema a blocchi di un sistema di comunicazione tra due terminali e relativi
esempi (dispense)
Unità di lavoro D3 – Le fibre ottiche
1 – Generalità (tra cui vantaggi e svantaggi delle fibre ottiche)
3 – Struttura delle fibre ottiche e propagazione (solo cenni)
5 – Costituzione di un canale in fibra ottica (solo cenni)
Rif.1) Modulo E -
INFORMAZIONE E TRASMISSIONE
Unità di lavoro E3 – Tecniche di conversione
1 - La conversione A/D e il problema dell'acquisizione di grandezze variabili nel
tempo
Il teorema del campionamento di Shannon
- Enunciato del teorema di Shannon
- Fenomeno di aliasing
- Spettri spuri o spettri immagine
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- Ricostruzione del segnale originale partendo dal segnale campionato
- Perché è necessario il filtro antialiasing
Legame tra frequenza di campionamento fc e frequenza di conversione
fconv in un ADC (banda passante teorica di un ADC, f.6 p.257)
L'uso del sample & hold (S&H)
- Limite in frequenza conseguente al contenimento dell'errore entro 1
LSB nel processo di conversione A/D (f.7 p.258)
L’uso del Sample & Hold (S&H)
- Il Sample & Hold: schema di principio
- Il Sample & Hold: schema di massima
- Schema a blocchi e temporizzazioni nel collegamento di circuito S&H con
un convertitore ADC
Parametri di un S&H
- Tempo di acquisizione
- Tempo di apertura
- Tempo di assestamento in modo hold
- Tensione di piedistallo
- Velocità di decadimento
2 - Struttura complessiva di un sistema di elaborazione e/o trasmissione
digitale di un segnale analogico: tecniche PCM e DSP (p.314)
TEST DI VERIFICA (p.263): 1-2-3-4-5-6-7
PROBLEMI SVOLTI (p.263): 1
PROBLEMI DA SVOLGERE (p. 264): 2-4
Rif.1) Modulo F -
LE MODULAZIONI
Unità di lavoro F1 – Le modulazioni d’ampiezza
1 - Il problema della modulazione (p.266)
Definizione di modulazione
I modulatori [mixer, moltiplicatori, modulatori di fase, modulatori di
frequenza] (p.267)
Utilità della modulazione (p.270 e dispense)
Portanti:
- portanti trigonometriche
parametri caratteristici: ampiezza, pulsazione, frequenza,fase
- portanti impulsive
parametri caratteristici: ampiezza, posizione, periodo, durata.
2,3,4,5 - Tecniche di modulazione GRUPPO 1: modulazioni analogiche con
portante armonica
- modulazione di ampiezza AM
● DSB-SC [modulatore, analisi teorica, analisi spettrale,
demodulatore] (p.267)
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● DSB-TC [modulatore, analisi teorica, analisi spettrale, indice di
modulazione, demodulatore] (p.272)
● SSB (LSB, USB) [modulatore, analisi spettrale, demodulatore]
(p.276)
TEST DI VERIFICA (p.279): 1-2-3-4
PROBLEMI SVOLTI (p.279): PROBLEMI DA SVOLGERE (p. 284): Processo di modulazione e processo di demodulazione (dispense)
● Forme d’onda e spettri della modulante, della portante e del modulato nel
caso di modulante sinusoidale (dispense)
● Forme d’onda e spettri della modulante, della portante e del modulato nel
caso di modulante ad andamento qualsiasi (dispense)
● Forme d’onda nel processo di modulazione e aspetti di un’onda modulata
con diversi indici di modulazione (dispense)
● Forme d’onda nel processo di demodulazione (dispense)
● Effetti della degradazione del segnale per segnali analogici e per segnali
digitali (dispense)
● Trasmissione fedele o non fedele di un segnale dipendentemente dalla
risposta in frequenza del sistema trasmissivo (dispense)
● Adattamento segnale-sistema tramite modulazione con traslazione pura
(dispense)
Unità di lavoro F2 – Le modulazioni impulsive
Tecniche di modulazione GRUPPO 2: modulazioni analogiche con portante
impulsiva
1 – Premessa (p.306)
2 - modulazione di ampiezza PAM (modulatore, analisi teorica,
analisi spettrale, demodulatore, variante telefonica della tecnica PAM)
3 - modulazione di durata PWM
4 - modulazione di posizione PPM (modulatore, demodulatore)
TEST DI VERIFICA (p.312): 1-2-3-4
Rif.1) Modulo G -
I SISTEMI DI TRASMISSIONE
Unità di lavoro G2 – I modem e la trasmissione dati
1-
Generalità
Cenni su: rete commutata, rete dedicata, LAN, WAN, RFD, ISDN.
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Velocità di trasmissione e di modulazione nella codifica multisimbolo
Definizione di:
- frequenza di cifra binaria o velocità di trasmissione (bit/s)
- frequenza di simbolo o velocità di modulazione (baud)
Tecniche di modulazione GRUPPO 3: modulazioni digitali con portante
armonica (tecniche di modulazione per trasmissione dati)
5 - modulazione di ampiezza ASK (bipolare e unipolare OOK)
6 - modulazione di frequenza FSK e CPFSK (frequenze di manipolazione,
frequenza centrale, deviazione di frequenza)
7 - modulazione di fase PSK
- 2PSK o modulazione assoluta (BPSK)
- 4PSK e 8PSK o modulazione differenziale (DPSK)
TEST DI VERIFICA (p.380): 4-5
Unità di lavoro G3 – FDM e TDM con cenni di telefonia
1 – Frequency Division Multiplexing (FDM)
- la tecnica FDM: il multiplexing dei canali
- schema di principio per attuare la tecnica FDM tramite la modulazione
diretta
- segnali tributari e frequenze vettrici
- limiti della modulazione diretta
- collegamento FDM full-duplex
- schema di principio per attuare la tecnica FDM tramite la raccomandazione
CCITT o modulazione indiretta
- la gerarchia FDM (gruppo primario, secondario, terziario,
quaternario)
- rappresentazione simbolica della gerarchia FDM o sistema a 4 MHz
2 - Multiplazione nel tempo: TDM
Tecniche di modulazione GRUPPO 4: modulazioni digitali con portante
impulsiva: modulazione PCM
-
-
tecnica TDM: il campionamento dei segnali
- segnale PCM multicanale
- frame
- time-slot
- frequenza di cifra di canale
- frequenza di cifra di trama
PCM e FDM
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