DIDATTICA DELL'ELETTRONICA ANALOGICA
Anno accademico 2006/2007 – Corsi Speciali Abilitanti 1° periodo
Vittorio Ferrari
Obiettivi del Corso:
Il corso richiama i contenuti di argomenti classici e basilari dell'elettronica analogica,
proponendosi in particolare di concentrare l’attenzione e promuovere la riflessione sugli
aspetti didattici.
Contenuti del Corso:
Componenti
- Componenti a semiconduttore: diodi a giunzione, transistor bipolari (BJT), a effetto di
campo a giunzione (JFET) e metallo-ossido-semiconduttore (MOSFET).
- Polarizzazione e funzionamento su segnale.
- Componenti discreti e circuiti integrati.
•
Circuiti analogici a transistor
- Esempi di amplificatori a transistor a singolo stadio e multistadio.
- Risposta in frequenza.
•
Retroazione e amplificatori retroazionati
- Caratteristiche generali e stabilità.
•
Amplificatori operazionali
- Caratteristiche generali.
- Analisi di applicazioni lineari e non lineari.
•
Bibliografia di riferimento:
• Appunti delle lezioni
• Testi di consultazione:
- R. C. Jaeger, T. N. Blalock, Microelettronica, 2^ ed., McGraw-Hill, 2005.
- S. Franco, Design with Operational Amplifiers and Analog Integrated
McGraw-Hill, 3^ edizione, 2001.
Circuits,
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Didattica delle Telecomunicazioni
• Il programma ministeriale per gli ITIS, le aree di progetto, gli obiettivi minimi
• Nozioni sui generali sui sistemi di telecomunicazioni
1. Conoscere i blocchi fondamentali di un generico sistema di telecomunicazioni.
2. Saper classificare i vari mezzi trasmissivi (linee bifilari, cavi coassiali, guide d’onda).
• Linee di trasmissione
1. Conoscere la differenza tra parametri concentrati e distribuiti.
2. Conoscere le costanti primarie e secondarie di una linea.
3. Conoscere la differenza tra regime progressivo e stazionario.
4. Saper calcolare il coefficiente di riflessione ed il R.O.S.
5. Conoscere il significato di linea adattata.
6. Saper effettuare adattamenti con tronchi in λ/4 e con stub.
• Onde elettromagnetiche
1. Conoscere la definizione di campo elettromagnetico.
2. Saper calcolare la densità di potenza di un’onda elettromagnetica.
3. Saper distinguere tra attenuazione di spazio libero ed attenuazione dovuta ad effetti dissipativi.
4. Conoscere e saper applicare la legge di Snell.
• Antenne
1. Conoscere la definizione di antenna ed il meccanismo di irradiazione.
2. Conoscere le caratteristiche di un’antenna.
3. Conoscere e saper risolvere semplici problemi relativi a dipoli in λ/2 e λ/4.
4. Conoscere i parametri tipici di un’antenna ricevente.
5. Saper calcolare l’attenuazione dello spazio libero in un semplice collegamento radio (formula fondamentale
della trasmissione).
• Fibre Ottiche
1. Conoscere il legame tra il fenomeno della riflessione totale e la propagazione guidata nelle f.o.
2. Conoscere e saper calcolare l’apertura numerica di una f.o.
3. Saper distinguere tra dispersione cromatica e di guida e conoscerne gli effetti sulla limitazione in banda.
4. Conoscere lo schema a blocchi di un sistema ottico di comunicazioni.
Bibliografia
[1] Corso di Telecomunicazioni, vol. 1 e vol.2, D. Tomassini, Mondadori Editori 2004.
[2] Telecomunicazioni, , vol. 1 e vol.2, O. Bertazioli, Zanichelli Editore 2004.
[3] Telecomunicazioni, , vol. 1 e vol.2, A. Kostopoulos, Petrini Editore 2004.
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PROGRAMMA
LABORATORIO DI ELETTRONICA DIGITALE
CORSI SPECIALI 25 ore
PROF. SERPELLONI MAURO
ARGOMENTI
Il programma del corso di Laboratorio di Elettronica Digitale ha lo scopo di completare la
preparazione dell’allievo riguardo a quelle che sono le nozioni pratiche sull’utilizzo dell’elettronica
digitale. Il corso è diviso in due moduli principali: il primo analizza la struttura ed il funzionamento
di alcuni circuiti a logica combinatoria. Nel secondo vengono presentati e sviluppati alcuni circuiti a
logica sequenziale.
ARG1: LOGICA COMBINATORIA
Le esercitazioni sono strutturate in modo da realizzare due progetti: il primo riguarda l’utilizzo delle
porte logiche: misura delle caratteristiche elettriche di un dispositivo digitale, analisi statica e
dinamica di una porta logica, implementazione di funzioni logiche (5ore), mentre il secondo è
incentrato sul circuito sommatore (5ore).
ARG2: LOGICA SEQUENZIALE
Le esercitazioni sono strutturate in modo da realizzare tre progetti: il primo verte sull’utilizzo dei
filp-flop (5ore), il secondo richiede lo sviluppo di due registri a scorrimento (5ore) ed il terzo
implementa due tipologie di contatori (5ore).
BIBLIOGRAFIA
Paolo Spirito, Elettronica Digitale, McGraw Hill.
LETTURE CONSIGLIATE
R.C. Jaeger, Microelettronica, McGraw Hill.
3
Didattica dell’Elettronica digitale
Corsi speciali
Anno Accademico 2006-2007
Programma del corso
I Circuiti digitali:
Porte logiche elementari, Trasformazioni di reti logiche, Semplificazione delle reti logiche , Caratteristiche
elettriche delle porte logiche, Caratteristica di trasferimento dell’invertitore reale, Livelli logici nominali,
Disturbi nei circuiti digitali, Margini di rumore, Tempo di propagazione, Potenza dissipata, Prodotto ritardopotenza dissipata , Fan-in e fan-out, Progetto dei sistemi digitali
Tecnologie dei circuiti integrati
Panoramica sulla tecnologia per la realizzazione dei circuiti integrati: processi tecnologici fondamentali,
processi di fabbricazione per i transistor MOS,processi per la realizzazione dei componenti passivi.
Interconnessioni. Il ruolo del software nella progettazione.
Il transistore MOS
Struttura del transistore MOS, La tensione di soglia, Caratteristiche corrente-tensione, Tracciato del
dispositivo MOS, Modelli CAD di dispositivi MOS
Porte logiche CMOS
L’invertitore CMOS, Caratteristica di trasferimento e margini di rumore, Tracciato di un invertitore CMOS,
Porte logiche elementari CMOS, Tracciati delle porte NAND e NOR, Riduzione di scala dei circuiti CMOS
Circuiti di interconnessione e di ingresso/uscita
Circuiti logici standard, Porte A-O-I, Porte per logica cablata, Porte a tre stati,
Circuiti combinatori e sequenziali
Circuiti sommatori, comparatori, codificatori e decodificatori, multiplexer e demultiplexer , Matrici Logiche
Programmabili. Circuiti bistabili Il bistabile SR. I flip-flop sincronizzati Flip-flop JK. Flip-flop Master-Slave.
Flip-Flop D e T. Registri e contatori
Dispositivi Logici Programmabili
Matrici Logiche Programmabili (PLA), PLD sequenziali, Macrocelle di uscita, PLD complessi (CPLD) , Matrici
di porte programmabili (FPGA) ,Tecniche di programmazione.
Memorie.
Memorie a sola lettura (ROM) Struttura interna delle ROM. Memorie non volatili Meccanismi di
programmazione Memorie EPROM, EEPROM, Memorie Flash, Memorie a lettura e scrittura (RAM), Celle
elementari per RAM statiche (SRAM), Celle in tecnologia MOS, Organizzazione delle memorie RAM,
Memorie RAM dinamiche (DRAM)
Testo:
Paolo Spirito, “Elettronica Digitale, McGraw- Hill (terza edizione)
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Programma del Corso di FONDAMENTI E DIDATTICA DELLA FISICA
Prof. Giovanni Salesi
Elementi di epistemologia e sociologia della ricerca in Fisica. Nascita e sviluppo dei
vari campi della ricerca fisica. Gli oggetti fondamentali: punto materiale, energia,
onda, forza, campo, spazio, tempo, vuoto. I tre percorsi principali della Fisica
classica: meccanica, termologia, elettromagnetismo. Idee portanti della Fisica e
“paradigmi” trasversali nel sapere: relatività, riduzionismo e complessità, entropia e
degradazione, caso e statistica, simmetria e conservazione, “rasoio di Occam” e
“prescrizioni minimali”, gedankenexperiment. Approcci complementari o alternativi:
microscopico-macroscopico, dimensionale-cinematico-energetico, etc.; le dualità in
fisica classica e quantistica. Figure centrali della storia della Fisica.
Approfondimenti tematici
• Stati e strutture della materia. Particelle elementari e interazioni fondamentali
• L’analisi dimensionale delle teorie fisiche
• Scaling e similitudine meccanica
• Leggi di conservazione
• I e II principio della Termodinamica a confronto
• Il principio di minima azione, le equazioni di Eulero-Lagrange e le equazioni
di Hamilton in Meccanica classica, in Elettromagnetismo, in Ottica e in
Meccanica Quantistica
• Relazione tra simmetrie della Natura, leggi di conservazione e
indeterminazione quantistica. Cenni alle teorie di gauge
• Rottura della simmetria: analisi concettuale, fenomenologia, applicazioni
• Aspetti corpuscolari ed idrodinamici del limite classico della Meccanica
Quantistica
• Applicazioni cosmologiche della legge di gravitazione universale di Newton
• Presentazione didattica della Teoria del Caos
• Presentazione didattica delle Teorie della Relatività Ristretta e Generale
• Didattica del Laboratorio di Fisica
Testi consigliati:
• Feynman: La Fisica di Feynman - voll.1-2-3 (Zanichelli; Bologna 2001)
• Landau, Lifshitz: Fisica Teorica – voll.1-2-3-5 (Editori Riuniti; Roma, 1978)
• Jackson: Elettrodinamica Classica (Zanichelli; Bologna 2001)
• Wheeler: Gravità e Spaziotempo (Zanichelli; Bologna 1993)
• Halliday, Resnick, Walker: Fondamenti di Fisica (CEA; Milano 1998)
• Salesi: Fondamenti e Didattica della Fisica: Appunti dal Corso (Università di
Bergamo)
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PROGRAMMA
LABORATORIO DI SISTEMI A MICROPROCESSORE
PROF. SERPELLONI 20 ore
ARGOMENTI
Il programma del corso di Laboratorio di Sistemi a Microprocessore ha lo scopo di completare la
preparazione dell’allievo riguardo a quelle che sono le nozioni pratiche sull’utilizzo dei sistemi a
microprocessore. Il corso è diviso in quattro moduli principali: il primo analizza la struttura ed il
funzionamento di un tipico microprocessore commerciale (MC68HC908AZ60A). Nel secondo
viene descritto l’ambiente di lavoro per la programmazione del microprocessore presentato nel
primo modulo. Nel terzo e quarto si presentano due progetti applicativi.
ARG1: UN ESEMPIO DI PROCESSORE: IL MC68HC908AZ60A
Si presenta agli allievi un tipo di processore della Motorola. Viene descritto e analizzato: il
diagramma a blocchi della MCU, l’assegnamento dei pin, la mappa di memoria e il funzionamento
elettrico. Si presta particolare attenzione ai Control Registers e ai suoi utilizzi.
Descrizione delle possibili memorie utilizzabili all’interno del processore e modalità di utilizzo.
Descrizione dei porti di ingresso e di uscita utilizzabili per questo tipo di processore. Analisi del
funzionamento del modulo di conversione analogico digitale. Analisi del funzionamento della
TIMA (Timer Interface Module). (5 ore)
ARG2: L’AMBIENTE DI PROGETTO: CODEWARRIOR
Presentazione dell’ambiente di lavoro CodeWarrior. Descrizione e modalità di utilizzo del sistema
di simulazione e del sistema IDE (Integrated Development Environment). Esercitazione sul
funzionamento dei software tools: Assembler, Compiler, Debugger. Esercitazione sull’utilizzo del
simulatore: implementazione della successione dei numeri di Fibonacci. (5 ore)
ARG3: PROGETTI APPLICATIVI DI SVILUPPO
Si presentano due progetti che utilizzano il processore MC68HC908AZ60A e il programma
CodeWarrior. Nel primo progetto si vuole visualizzare tramite due display a 7 segmenti un valore di
tensione in ingresso al microprocessore MC68HC908AZ60A acquisito tramite il convertitore
analogico digitale. (5 ore)
ARG4: PROGETTI APPLICATIVI DI SVILUPPO
Nel secondo progetto si vuole realizzare un sistema di trasmissione seriale (SCI) che trasmette al
calcolatore e riceve dallo stesso dei caratteri inviati da tastiera. (5 ore)
BIBLIOGRAFIA
Materiale riguardante il processore MC68HC908AZ60A scaricabile dal sito
www.freescale.com.
Materiale riguardante l’ambiente di sviluppo Codewarrior/HC08 scaricabile dal sito
www.metrowerks.com.
LETTURE CONSIGLIATE
Roger L. Tokheim, Microprocessori, ETAS libri.
Alvin W. Moore ... [et al.], Microprocessor applications manual - Motorola semiconductor
products, McGraw-Hill.
F. G. Duncan, Englewood Cliffs, Microprocessor programming and software development,
Prentice/Hall.
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LABORATORIO DELLE TECNOLOGIE ELETTRONICHE
Docente: MAURO SERPELLONI
Filtri attivi a capacità commutate.
Progetto e realizzazione di filtri passa banda del secondo ordine a variabili di stato a capacità
commutate. (5 ore)
Amplificatori audio.
Progetto e realizzazione di amplificatore di potenza per applicazioni audio. Utilizzando una
sorgente audio esterna e un altoparlante si progetta il circuito di condizionamento. (5 ore)
Circuiti di condizionamento dei segnali analogici provenienti da trasduttori.
Progetto e realizzazione di un circuito a ponte con amplificatore differenziale per il
condizionamento di un segnale proveniente da un sensore estensimetrico. (5 ore)
Conversioni AD e DA.
Progetto e realizzazione di un sistema che converte una tensione analogica e ne visualizza il valore
su display. (5 ore)
Uso del Tool WEBENCH Online Design Environment della National Semiconductor.
Bibliografia di riferimento
- R. C. Jaeger, T. N. Blalock: Microelettronica, McGraw-Hill.
- S. Franco: Amplificatori operazionali e circuiti integrati analogici Hoepli.
- E. Ambrosini: l’Elettronica Analogica, Tramontana.
- Ambrosini, Perlasca: l’Eletronica Applicazioni, Tramontana.
- Ambrosini, Lorenzi: L’Elettronica Elettronica e Telecomunicazioni, Tramontana
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Didattica dei Sistemi a Microprocessore
Corsi speciali
Anno Accademico 2006-2007
Programma del corso
I sistemi a microprocessore.
Il sistema a microprocessore e le sue interfacce. Il bus : struttura, bus dati, indirizzi e controllo; bus sincroni e
asincroni, operazioni e arbitraggio. Esempi di microprocessori: Il 68HC08. Esempi di bus: PCI;
Interfacciamento Ingresso Uscita (I/O): I/O programmato, Interrupt, DMA, Moduli di I/O.
Central processing unit (CPU): Registri, Arithmetic Logic Unit (Alu), Cenni alla microprogrammazione. il
percorso dei dati e la temporizzazione; Ciclo di una istruzione: fetch e decode. Esempio IJVM (Integer Java
Virtual machine); Bus: dati,indirizzi, controllo.
La programmazione di un microprocessore.
Tecniche per la programmazione dei microprocessori: strumenti hardware e software. Compilatori,
Assemblatori e Linker. Simulazione, emulazione e programmazione in memoria: tecniche in circuit Esempio:
Suite di programmazione per il 68HC08. Cenni agli analizzatori di stati logici.
Progetto di esercitazioni didattiche
Sistema GSM remoto di misura della temperatura. Sistema bluetooth remoto di misura della pressione.
Sistema per la lettura e scrittura di dispositivi RFID.
Testi:
Gli argomenti trattati durante il corso, sono reperibili nei seguenti testi
1) Andrew S. Tanenbaum, “Structured Computer Organization”, Prentice Hall
2) Freescale Semiconductor Document Number: AN2616 “Getting Started with HCS08 and
CodeWarrior Using C”
3) Freescale Semiconductor MC9S08AW60
Sul sito web del docente saranno disponibili anche:
4) Lucidi del corso
5) Data sheet e manuali necessari per lo sviluppo delle esercitazioni.
I seguenti testi sono complementari e di approfondimento:
6) D. Del Corso, H. Kirrman, J.D. Nicoud, “Bus e interconnessioni per sistemi a
microprocessori”, Addison-Wesley
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Didattica dei controlli automatici
Utilizzo di pacchetti software per la didattica dei controlli automatici
Tecniche classiche per la sintesi di sistemi di controllo
- Diagramma di Bode di un sistema dinamico.
- Sintesi di sistemi di controllo mediante diagrammi di Bode.
- Limiti delle prestazioni ottenibili dai sistemi di controllo.
Controllori industriali PID
- significato delle tre azioni
- metodi di taratura
- autosintonia
- funzionalità addizionali (anti-windup, filtro sull'azione derivativa, peso sul set-point, azione in
avanti)
Bibliografia:
P. Bolzern, R. Scattolini, N. Schiavoni,
"Fondamenti di Controlli Automatici",
McGraw-Hill Italia, 1998.
M. Veronesi
"Regolazione PID"
FrancoAngeli, 2002.
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CORSI ABILITANTI DM 85/05
PROGRAMMA DEL CORSO : LABORATORIO TECNICHE DIDATTICHE
PROF. BORTOLINI PIERANTONIO
Esercitazioni ed applicazioni su :
Modelli di apprendimento e teoria di Kolb
Abilità di comunicazione
Analisi transazionale con costruzione egogramma
Analisi del processo interattivo ( Schema di Bales )
Gestione delle dinamiche di gruppo
Progettazione della lezione , Metodi di erogazione dei contenuti
Problem solving , Decision making , Process management
Tecnica del Brainstorming , Case studies , Role – playing , Gestione del tempo
Prove oggettive di profitto
La valutazione , Tipi di valutazione , Scale di valutazione , Tassonomia di Bloom
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CORSI ABILITANTI DM 85/05
PROGRAMMA DEL CORSO : TECNICHE DIDATTICHE
PROF. BORTOLINI PIERANTONIO
Principi generali di didattica , Didattica del saper essere ,
Didattica del saper convivere , Didattica della ricerca e per progetti
Il ruolo interattivo e ricostruttivo dell’alunno
Il ruolo facitazionale e di organizzazione del docente
Imparare a dare sostegno : la teoria dei feedback
Intelligenza e didattica , Codificazione e memoria
Intelligenze personali : intrapersonali ed interpersonali , Intelligenza emotiva
Modelli di apprendimento , Stili di pensiero ,Teoria di Kolb
Scala dei bisogni di Maslow
Bisogni formativi
Socializzazione e comunicazione , La gestione dell’aula : “Il clima di classe”
Livelli della comunicazione , Strategie di comunicazione
Analisi transazionale , Gli stati dell’io , Teoria di Berne
Modalità del rapporto sociale , Analisi del processo interattivo ( Schema di Bales )
Definizioni e modelli di gruppo, Gestione delle dinamiche di gruppo
La funzione del gruppo nel processo di apprendimento
Le tecniche di intervento nei gruppi
Tecniche di negoziazione e gestione del consenso e del dissenso
Progettazione della lezione , Metodi di erogazione dei contenuti
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La lezione frontale e partecipata , La scoperta guidata ,
Problem solving , Decision making , Process management
Tecniche di sviluppo della creatività ( generazione di idee )
Tecnica del Brainstorming , Case studies , Role – playing , Gestione del tempo
Prove oggettive di profitto , Definizione degli obiettivi , Struttura della prova
La valutazione , Tipi di valutazione , Scale di valutazione
Analisi di conoscenze , competenze , capacità
Nuove forme di didattica : area di progetto , stages
Autonomia e didattica , concezioni curriculari
Nuove tecnologie didattiche : presentazioni al computer , internet , multimedialità
TESTI DI APPROFONDIMENTO :
SULLA VALUTAZIONE – Hadji – La valutazione delle azioni educative – La Scuola
SUI GRUPPI – Contessa – Psicologia di gruppo – La Scuola
SULLA COMUNICAZIONE – Rivoltella – Teoria della comunicazione – La Scuola
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SILSIS A.A. 2006-07
Laboratorio di Telecomunicazioni
Docente: Ing. Nicola Adami
Tel.: +39 030 3715902
email: [email protected]
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Programma del corso (20 ore)
Introduzione
Modello di un sistema di comunicazione: elementi costitutivi e limitazioni. Esempi di sistemi reali.
Classificazione dei segnali
Segnali continui e digitali. Rappresentazione frequenziale e filtraggio.
Modulazioni analogiche
Trasmissione in banda base. Modulazioni analogiche di ampiezza e di frequenza (AM e FM).
Rappresentazione numerica dei segnali
Digitalizzazione di un segnale analogico: campionamento e quantizzazione. Rappresentazione PCM
dei segnali. Codifica di sorgente.
Modulazioni Numeriche
Modulazioni impulsive in banda base (PAM), interferenza intersimbolica. Modulazioni numeriche
in banda passante: ASK, PSK, QAM, FSK. Codifica di canale.
Tecniche di condivisione del mezzo trasmissivo
Multiplazione a divisione di frequenza (FDM), di tempo (TDM) e di codice CDM.
Standard di codifica
Esempi di codifica video (MPEG1,2,4) e di immagini (JPEG2000). Codifica scalabile.
Testi di riferimento
•
•
•
G. Tartara, Introduzione ai sistemi di comunicazione, EtasLibri, 1995
S. Haykin, Communication Systems, 4th Ed., John Wiley & Sons, 2001
G. Proakis & M. Salehi, Communication Systems Engineering, 2nd Ed., Prentice Hall, 2002
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Laboratorio di elettronica analogica
Anno accademico 2006/2007
Ing. Ferrari Marco
Le esercitazioni di laboratorio hanno lo scopo di completare la formazione degli studenti
nell’analisi e nella caratterizzazione di semplici circuiti elettronici analogici. Durante il corso
verranno inoltre presentati allo studente strumenti software per la simulazione del
funzionamento dei circuiti elettronici.
Contenuti del corso
•
Presentazione del simulatore circuitale PSpice.
•
Utilizzo del software OrCAD 10 Demo per la progettazione di circuiti elettronici:
o Creazione dello schema del circuito
o Simulazione del funzionamento
•
Circuiti RC e CR: misura della funzione di risposta in frequenza, comportamento
come filtri passivi del primo ordine, misura della risposta al gradino.
•
Circuiti con diodi: raddrizzatore a semionda e ad onda intera.
•
Circuiti con BJT: caratterizzazione ingresso-uscita di un amplificatore a BJT in
configurazione ad emettitore comune.
•
Circuiti con amplificatore operazionale: configurazione invertente e non invertente,
derivatore, integratore e raddrizzatore di precisione a onda intera.
Bibliografia di riferimento
1. “Guida a Spice”, Andrei Vladimirescu. Ed. McGraw-Hill, 1995, ISBN 88-386-3405-X
2. Tutorials inclusi nel pacchetto software OrCAD 10 Demo
3. Appunti delle lezioni di laboratorio e materiale messo a disposizione dal docente.
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SILSIS A.A. 2006-07
Laboratorio di Telecomunicazioni
Docente: Ing. Nicola Adami
Tel.: +39 030 3715902
email: [email protected]
Programma del corso (20 ore)
Introduzione
Modello di un sistema di comunicazione: elementi costitutivi e limitazioni. Esempi di sistemi reali.
Classificazione dei segnali
Segnali continui e digitali. Rappresentazione frequenziale e filtraggio.
Modulazioni analogiche
Trasmissione in banda base. Modulazioni analogiche di ampiezza e di frequenza (AM e FM).
Rappresentazione numerica dei segnali
Digitalizzazione di un segnale analogico: campionamento e quantizzazione. Rappresentazione PCM
dei segnali. Codifica di sorgente.
Modulazioni Numeriche
Modulazioni impulsive in banda base (PAM), interferenza intersimbolica. Modulazioni numeriche
in banda passante: ASK, PSK, QAM, FSK. Codifica di canale.
Tecniche di condivisione del mezzo trasmissivo
Multiplazione a divisione di frequenza (FDM), di tempo (TDM) e di codice CDM.
Standard di codifica
Esempi di codifica video (MPEG1,2,4) e di immagini (JPEG2000). Codifica scalabile.
Testi di riferimento
• G. Tartara, Introduzione ai sistemi di comunicazione, EtasLibri, 1995
• S. Haykin, Communication Systems, 4th Ed., John Wiley & Sons, 2001
• G. Proakis & M. Salehi, Communication Systems Engineering, 2nd Ed., Prentice Hall, 2002
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Programma del corso: LAB. DI CONTROLLI AUTOMATICI
Introduzione al software applicativo (10 ore)
Sviluppo di applicativi didattci (10 ore)
Bibliografia:
P. Bolzern, R. Scattolini, N. Schiavoni,
"Fondamenti di Controlli Automatici", McGraw-Hill Italia, 1998.
Manuali di Matlab e Control System Toolbox reperibili on line:
http://www.mathworks.com/access/helpdesk/help/techdoc/matlab.shtml
http://www.mathworks.com/access/helpdesk/help/toolbox/control/control.shtml
Manuali di Scilab reperibili on line:
http://www.scilab.org
http://www.aquila.infn.it/calcolo/documentazione/scilab/intro.pdf
Materiale didattico integrativo:
Automatica, Modellistica e Simulazione: http://automatica.ing.unibs.it/mco/
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SENSORI E TRASDUTTORI
Anno Accademico 2004-2005
Programma del corso
Introduzione.
Definizione dei sensori e loro interazioni con l’ambiente. Principali applicazioni dei sensori: i sistemi di misura
e di controllo. Panoramica delle tecnologie di realizzazione dei sensori.
Caratteristiche statiche e dinamiche dei sensori.
il modello del sensore: funzione di conversione, grandezze di influenza, campo di misura, campo di variabilità
dell'uscita, comportamento energetico. La caratterizzazione di un sensore. Il funzionamento in regime stazionario.
Caratteristiche statiche: sensibilità,linearità, risoluzione, incertezza. Il funzionamento in regime dinamico.
Caratteristiche dinamiche: tempo di risposta e risposta in frequenza.
Principi di funzionamento dei sensori
La trasduzione resistiva, capacitiva ed induttiva. Trasduzione magnetica: induzione, magnetostrizione,
magnetoresistenza, effetto Hall. Effetti termoelettrici. Effetti piezoelettrico e piroelettrico. Effetti fotoelettrico e
fotovoltaico. Trasduzione ad ultrasuoni. Traduzione elettrochimica.
Sensori resistivi
Sensori potenziometrici. Esempi. Circuiti equivalenti. Caratteristiche metrologiche. Il rumore. Sensori
piezoresistivi: caratteristiche dei materiali, effetti della temperatura, sensibilità e linearità. Ponte di
Wheastone. Trasduttori di forza, di torsione e di pressione. Termoresistenze. Termistori. Anemometri.
Sensori capacitivi
Parametri fisici e geometrici. Circuiti equivalenti. Ottimizzazione della frequenza di alimentazione. Esempi.
Caratteristiche metrologiche: sensibilità e linearità. Anello di guardia. Trasduzione di pressione.
Sensori induttivi
Parametri fisici e geometrici. Circuiti equivalenti. Isteresi. Caratteristiche metrologiche: sensibilità e linearità.
Sensori differenziali. LVDT.
Sensori piezoelettrici
Effetto piezoelettrico. Coefficienti piezoelettrici. Modi deformazione. Materiali. Ceramiche piezoelettriche.
Esempi.
Smart sensors.
Panoramica sulle tendenze evolutive dei sensori.
Testi:
Gli argomenti sono riportati o approfonditi nei seguenti testi
7) Neubert, Instrument Transducer, Clarendon press Oxford
8) E.Arri e S.Sartori, “Le misure delle grandezze fisiche.” Paravia Editore. Torino.
9) John A. Allocca and Allen Stuart, “Transducers: theory and applications”, Resort Publishing
Company
10) Fraden, “ AIP Handbook of Modern Sensors, physics, designs and applications”, American
Institute of Physics.
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LABORATORIO DI MISURE ELETTRONICHE
Anno accademico 2006/2007
Corsi Speciali Abilitanti DM 85/05 - 4° periodo - Classe 34/A Elettronica
Marco Ferrari
Obiettivi del Corso:
Le esercitazioni di laboratorio hanno lo scopo di completare la formazione degli studenti
inerente alla strumentazione elettronica di misura mediante l’analisi e la caratterizzazione
di semplici circuiti elettronici.
Contenuti del Corso:
Utilizzo di
strumenti e sistemi elettronici di misura per la caratterizzazione di circuiti
elettronici, ed in particolare:
• Applicazioni
lineari di amplificatori operazionali (filtri attivi, amplificatori da
strumentazione e per sorgenti ad alta impedenza, oscillatori)
• Applicazioni
non lineari di amplificatori operazionali (comparatori,
raddrizzatori di precisione, convertitori V/f e f/V,
multivibratori)
• Convertitori analogico/digitale e
circuiti
digitale/analogico
Durante il corso verranno inoltre presentati allo studente strumenti software per
l’acquisizione dati, la gestione della strumentazione e l’analisi dei segnali.
Bibliografia di riferimento:
4. S. Franco, Design with Operational Amplifiers and Analog Integrated
Circuits,
McGraw-Hill, 3^ edizione, 2001
5. Appunti delle lezioni di laboratorio e materiale messo a disposizione dal docente.
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DIDATTICA DELLE MISURE ELETTRONICHE
Anno accademico 2006/2007 – Corsi Speciali Abilitanti 4° periodo
Vittorio Ferrari
Obiettivi del Corso:
Il corso tratta gli argomenti fondamentali della strumentazione elettronica di misura, con
particolare riguardo all’implementazione dei principali blocchi funzionali mediante circuiti
elettronici analogici e misti di media complessità.
L’impostazione del corso prevede il richiamo dei contenuti accompagnato all’attenzione
nel promuovere la riflessione sugli aspetti didattici.
Contenuti del Corso:
•
-
Strumenti e sistemi elettronici di misura
Struttura di uno strumento/sistema elettronico di misura
Blocchi funzionali e caratteristiche
Blocchi analogici basati su applicazioni lineari di amplificatori operazionali
- Circuiti di condizionamento del segnale: filtri attivi, amplificatori per strumentazione,
amplificatori per sorgenti ad alta impedenza
Oscillatori
•
•
Blocchi analogici basati su applicazioni non lineari di amplificatori operazionali
Circuiti raddrizzatori di precisione
Comparatori
Convertitori V/f e f/V
Multivibratori
•
Blocchi misti
Convertitori analogico/digitale (ADC)
Convertitori digitale/ analogico (DAC)
•
Cenni alla prinicpali non idealità
Grandezze di influenza, rumore elettronico, disturbi di interferenza
-
Bibliografia di riferimento:
• Appunti delle lezioni
• Testi di consultazione:
- S. Franco, Design with Operational Amplifiers and Analog Integrated
McGraw-Hill, 3^ edizione, 2001.
Circuits,
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FONDAMENTI E DIDATTICA DELLA MATEMATICA
Il corso di Fondamenti e Didattica della Matematica si divide in due parti. Nella prima parte del
corso vengono esaminati alcuni momenti della storia della Matematica di particolare intensità:
la nascita delle Geometrie non Euclidee e la nascita della Teoria degli Insiemi.
Nella seconda parte del corso vengono presentate in modo elementare alcune questioni relative
agli insiemi numerici, ai numeri interi ed alle loro principali proprietà.
Programma del Corso
1. Il linguaggio della Matematica (assiomi, implicazioni, condizioni necessarie, sufficienti,
Ipotesi, Tesi, Dimostrazione)
2. I fondamenti della geometria, il V postulato di Euclide e le geometrie non Euclidee
3. Cenni alla teoria degli insiemi ed alla principali questioni relative ai suoi fondamenti
4
La costruzione dei principali insiemi numerici (numeri interi, numeri relativi, numeri
razionali, numeri reali, numeri complessi)
5
La teoria dei numeri e le sue recenti applicazioni.
Bibliografia
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C. B. Boyer, Storia della Matematica, Mondadori 2004
A. Delediq, F. Casiro, Addomesticare l’Infinito, Edizioni Kangourou Italia
R. Courant, H. Robbins, Che cos’è la matematica?, Boringhieri
E. Giusti, Ipotesi sulla natura degli oggetti matematici, Bollati Boringhieri
G. Melzi, “Perché la Matematica”, Editrice La Scuola, 1978
Song Y. Yan, Number Theory for Computing, Springer
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