programma di elettronica

PROGRAMMA DI ELETTRONICA
CLASSE 4A SEZIONE A – Informatica “Abacus”
ANNO SCOLASTICO 2010 – 2011
Richiami e concetti preliminari
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Richiami sull’algebra di Boole e sulle porte logiche integrate
Livelli logici TTL
Richiami sulle reti combinatorie
Richiami sulla tecnica di minimizzazione della mappe di Karnaugh
Sintesi di reti logiche combinatorie
Richiami sulle logiche sequenziali
Latches e Flip Flop
Il latch SR: struttura circuitale, tabella della verità, diagramma di
stato
Level Triggered e Edge Triggered Flip Flop
La tebella di transizione dei Flip Flop
Sintesi del FFJK dal FFSR
Il Flip Flop T
I contatori
o Circuiti sequenziali sincroni e asicroni
o Il contatore asincrono mod 4; uso degli ingressi asincroni dei Flip
Flop
o Contatori sincroni tipo UP e tipo Down: diagramma di stato, sintesi
del contatore
o Sintesi di generiche macchine sequenziali
o Determinazione della massima frequenza di clock nei sistemi
sincroni
o Il contatore ad anello
o Il contatore Johnson
o Contatori asincroni mod 2n, contatori sincroni tipo Down, contatori
sincroni modulo qualunque
o Determinazione della massima frequenza di clock nei contatori
asincroni
Amplificatori operazionali
o Proprietà di un generico amplificatore di segnale
o La reazione negativa come metodo per migliorare le
caratteristiche di un amplificatore
o Definizione di amplificatore operazionale
o Caratteristiche ideali e reali degli amplificatori operazionali.
o Configurazioni fondamentali:invertente e non invertente, concetto
di massa virtuale.
o Determinazione delle caratteristiche delle configurazioni
fondamentali nei casi ideale e reali:guadagno, impedenza di
ingresso, impedenza di uscita, banda passante.
o Circuiti lineari fondamentali ad operazionali:
• Amplificatore invertente;
• Amplificatore non invertente;
• Buffer;
• Sommatore;
I convertitori Digitale – Analogico (DAC)
o Analisi del DAC a resistori pesati: struttura circuitale, formula
ingresso – uscita, esempi di calcolo
o La struttura e le proprietà di un generico DAC:
• L’intervallo di quantizzazione
• La tensione di fondo scala
• Il massimo valore in uscita
• La risoluzione
• La caratteristica di un DAC ideale
o Errori nei DAC
• Errori compensabili: errore di offset, errore di guadagno
• Errori non compensabili: errore di linearità
• Errori dinamici
• Il tempo di assestamento
o Il DAC R – 2R Ladder
• Struttura circuitale della rete R – 2R e relative proprietà
• Determinazione della formula ingresso – uscita
• Proprietà del DAC R – 2R Ladder
Acquisizione di segnali analogici
o Il problema della acquisizione in digitale di segnali analogici
o Richiami sul concetto di spettro in frequenza e definizione di
segnale a banda limitata
o Il teorema di Shannon ed il campionamento di segnali analogici
o Struttura a blocchi di un circuito di campionamento, l’elemento
circuitale Sample and Hold
o Il processo di quantizzazione dei campioni e l’errore dovuto alla
discretizzazione
o Dinamica del segnale, dinamica del quantizzatore, determinazione
del numero di bit necessari
o Il sistema di acquisizione: frequenza di campionamento, frequenza
di cifra, sincronizzazione delle operazioni (cenni), funzioni dell’
ADC
I convertitori Analogico – Digitale (ADC)
o Analisi e classificazione delle famiglie di ADC
o La caratteristica degli ADC
o Il tempo di conversione
o ADC Flash: principio di funzionamento, analisi del circuito nel caso
n=3bit, computo del numero di comparatori
o ADC Half Flash: principio di funzionamento, schema al blocchi per
il caso n=12bit
o ADC a reazione: principio di funzionamento e schema a blocchi di
riferimento
o Counting ADC: schema a blocchi, funzionamento, tempo di
conversione
o Tracking ADC: schema a blocchi, funzionamento, funzionamento in
“free running”
o SAR ADC: schema a blocchi, funzionamento, tempo di conversione.
Laboratorio
Realizzazione di un Latch SR a porte NAND come antirimbalzo.
Uso del FFJK come divisore di frequenza.
Realizzazione e collaudo di un contatore sincrono mod.4.
Realizzazione e collaudo di un contatore asincrono mod.3.
Realizzazione e collaudo di una sonda logica.
Rilievo della risposta in frequenza di un circuito RC.
Verifica dell’operazionale in configurazione invertente.
Rilievo della risposta in frequenza di un operazionale invertente
con capacità in reazione.
Verifica del circuito sommatore ad operazionale.
Verifica del circuito DAC a resistori pesati.
Verifica del circuito DAC R – 2R Ladder
Verifica del funzionamento dell’integrato DAC0800
Realizzazione e collaudo di un generatore di rampa con DAC0800
Gli alunni
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I docenti
Prof. Bruno Preite
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Prof. Vincenzo Realacci
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