ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
Guglielmo Marconi
Verona
Materia
Elettronica
Docenti
ZOCCA STEFANO
AGOSTO
FRANCESCO
Unità 1°: RETI ELETTRICHE LINEARI IN CONTINUA.
La corrente elettrica, sua intensità e densità. Il generatore elettrico, di tensione e di
corrente. Componente e modello. Caratteristica statica e il concetto di “effetti reattivi”. Il resistore, la resistenza e la legge di Ohm. La legge di Joule e la potenza elettrica. Resistenza equivalente a resistenze in serie e in parallelo. Risoluzione delle reti
lineai :principi di Kirchhoff, la sovrapposizione degli effetti, il teorema di Thevenin, le
regole del partitore di tensione e di corrente; l’equivalenza tra generatore di tensione
e generatore di corrente.
Conoscenze: l’allievo conosce i bipoli attivi e passivi, interpreta il concetto di
linearità e percepisce quello di “risposta in frequenza” nel contesto dei regimi non
lentamente variabili. Conosce le leggi e le regole per l’analisi dei circuiti lineari in
regime stazionario.
Competenze: sa risolvere le reti “in continua” anche in presenza di più generatori, sia
di tensione che di corrente. Sa progettare circuiti ove sia necessario ripartire una
tensione e/o convertirla in una corrente.
Unità 2°: L’ELETTROSTATICA E IL CONDENSATORE.
Fenomeni elettrostatici, la legge di Coulomb, il campo elettrico e i suoi effetti nelle
porzioni di spazio adiacenti alle cariche fisse.
Il condensatore e il suo modello capacitivo. Le leggi del condensatore; i condensatori
in serie e parallelo con il calcolo della capacità equivalente. Aspetti energetici. L’analisi
di reti RC in regime statico : la partizione delle tensioni e la distribuzione delle cariche
elettriche.
I fenomeni transitori nei circuiti RC : la carica/scarica in tensione costante, nello
studio grafico e analitico (risoluzione di equazioni esponenziali).
La risposta al gradino e i quadripoli “integratore” e “derivatore” passivi.
Conoscenze: i fondamenti dell’elettrostatica con particolare riferimento alla
manifestazione, e al calcolo, della forza di Coulomb. Le leggi fisiche, geometriche e circuitali del condensatore nel suo modello capacitivo. Sa interpretare
e disegnare l’andamento esponenziale; ne conosce il modello matematico generale e, nel grafico, interpreta il significato di “costante di tempo”.
Competenze: valuta le scelte per le corrispondenti risultanze elettrostatiche
tra i diversi e più utilizzati materiali dielettrici. Sa analizzare, ma anche condizionare, in termini quindi progettuali, la distribuzione delle tensioni e della quantità
di carica in reti RC a transitorio esaurito. Sa analizzare, competendo
l’equazione esponenziale, i transitori RC per il calcolo sia delle tensioni sia dei tempi
occorrenti per l’assunzione di determinati valori. Sa impiegare, nei contesti elettronici,
il circuito “derivatore passivo
Unità 3°: L’ELETTRONICA DIGITALE COMBINATORIA
Sistemi di numerazione. Le conversioni, da binario a decimale e viceversa. L’aritmetica binaria: l’addizione, la sottrazione (anche con il metodo del complemento alla
base).
Variabili logiche e concetto di circuito combinatorio. L’algebra di Boole ( proprietà e
teoremi con particolare riferimento a quelli di De Morgan). Le funzioni logiche primarie e gli “operatori universali” NAND e NOR. La funzione OR esclusivo.
Dalla tabella di verità alle forme canoniche e, con le mappe di Karnaugh, alla loro minimizzazione ( anche in presenza di condizioni di indifferenza e qualora le espressioni logiche fossero non canoniche).
Le scale di integrazione e le famiglie logiche. I parametri dei dispositivi digitali, con
lettura dei data-sheet per la conoscenza dei livelli di tensione e delle correnti in ingresso e in uscita ad una porta. Margine di rumore e fan out. La dissipazione di potenza e i tempi di commutazione.
I circuiti combinatori: il multiplexer e il suo utilizzo per realizzare reti combinatorie.
Il demultiplexer. Gli encoder e i decoder relativi ai codici binari numerici (tecniche di
collegamento ad un display).
Conoscenze: possiede quelle relative ai sistemi di numerazione, all’aritmetica binaria
e ai codici binari. La differenza tra variabile binaria e variabile logica.
Le tecniche di minimizzazione e quelle di implementazione ottimizzata, con gli
operatori universali, delle funzioni logiche.
Sa analizzare circuiti digitali dimensionando componenti aggiuntivi e integrativi per il
loro funzionamento (resistori, transistori, diodi LED e dispay).
Conosce le funzioni dei circuiti combinatori più ricorrenti nella progettazione
elettronica.
Competenze: per la progettazione di semplici circuiti combinatori e/o l’utilizzo di integrati dedicati dei quali interpreta e applica le indicazioni e le specifiche tratte dalla lettura dei data sheet. Ha competenze per generalizzare e quindi
ampliare la progettualità combinatoria per l’implementazione, in circuiti, delle
proposizioni logiche di un testo.
Unità 4°: I CIRCUITI E I SISTEMI SEQUENZIALI
Definizione di circuito sequenziale e considerazioni a confronto con quello combinatorio.
Il latch SR con e senza “enable”. Logica “antirimbalzi”. Flip-flop e considerazioni a
confronto con il latch. Il flip-flop edge-triggered e il flip-flop master-slave (considerazioni
a confronto). Gli ingressi diretti.
Tipi di flip-flop : flip-flop D, flip-flop JK (la modalità toggle), flip-flop integrati (lettura data sheet).
Registri. Registri a scorrimento SISO, SIPO e PISO, PIPO. Applicazioni e studi.
Contatori asincroni anche con modulo arbitrario; frequenza di lavoro ; il conteggio up
e down. Contatori sincroni binari e con modulo arbitrario ( progetto, verifica degli stati indesiderati e determinazione della frequenza di lavoro). Programmatori di stati
logici
Conoscenze: la problematica generale della memorizzazione dello stato binario. Le tabelle degli stati di ogni tipologia di latch e flip-flop, statico e dinamico.
Il funzionamento dei registri e le tecniche progettuali per i contatori asincroni
e sincroni.
Competenze: relative alle migliori scelte nel panorama delle varie tipologie di
Flip-flop, motivate e relazionate anche attraverso il reperimento di caratteristiche e prestazioni tratte dalla lettura dei data sheet. Analisi delle forme d’onda, in
correlazione temporale, dei segnali e delle risposte.
L’utilizzo nelle varie applicazioni e nelle diverse configurazioni dei registri e dei
contatori.
LABORATORIO
L’ attività di laboratorio ha determinato un percorso formativo fondamentale nei
contesti:
a) strumentazione e apparecchiature di base per le sperimentazioni dei prototipi;
b) introduzione alla teoria delle misure elettrotecniche ed elettroniche;
c) introduzione all’applicativo “multisim”;
d) la lettura dei data sheet;
e) la redazione di relazioni tecniche e l’elaborazione di fogli di calcolo.
I RAPPRESENTANTI DEGLI STUDENTI
GLI INSEGNANTI
