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LABORATORIO 2

CODICE 66576
ANNO ACCADEMICO 2021/2022
CFU
  • 13 cfu al 2° anno di 8758 FISICA (L-30) - GENOVA
  • SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE FIS/01
    LINGUA Italiano
    SEDE
  • GENOVA
  • PERIODO Annuale
    PROPEDEUTICITA
    Propedeuticità in ingresso
    Per sostenere l’esame di questo insegnamento è necessario aver sostenuto i seguenti esami:
    • FISICA 8758 (coorte 2020/2021)
    • LABORATORIO 1 104558
    Propedeuticità in uscita
    Questo insegnamento è propedeutico per gli insegnamenti:
    • FISICA 8758 (coorte 2020/2021)
    • LABORATORIO 3 28633
    MATERIALE DIDATTICO AULAWEB

    OBIETTIVI E CONTENUTI

    OBIETTIVI FORMATIVI

    ll corso fornisce allo studente gli elementi di base necessari per l’analisi e la progettazione di semplici circuiti elettronici, sia analogici che digitali, per il trattamento e l'acquisizione di segnali. Nel primo modulo sono introdotte le basi dell'analisi circuitale e le caratteristiche principali di filtri e amplificatori analogici. Nel secondo modulo sono illustrati i principi dell'elettronica digitale con particolare riferimento ai concetti fondamentali e alla strumentazione necessaria per l'acquisizione dei segnali e la loro conversione analogico/digitale e digitale/analogico.

    OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

    Alla fine del corso, gli studenti avranno sviluppato la capacità di:
    - utilizzare i principali strumenti adottati per l’analisi di circuiti elettronici, avendone compresi i principi di funzionamento;
    - progettare e realizzare circuiti analogici volti al trattamento di segnali in corrente continua e alternata;
    - progettare circuiti digitali a partire dalle specifiche desiderate o dalla descrizione del comportamento algoritmico da implementare;
    - interfacciare microcontrollori e sistemi a microprocessore con i suddetti strumenti e circuiti;
    - comprendere la progettazione di un esperimento che operi una misura fisica basandosi fortemente su circuiti elettronici, sviluppando la capacità critica necessaria a modificare il progetto stesso;
    - comunicare tramite il corretto linguaggio tecnico / scientifico le specifiche dei circuiti realizzati e i risultati delle proprie esperienze.

    MODALITA' DIDATTICHE

    Il corso prevede lezioni frontali di teoria (circa 80 ore) e esercitazioni di laboratorio (circa 80 ore complessive)

    La frequenza è obbligatoria per le esercitazioni in laboratorio e fortemente consigliata per le lezioni frontali.

    PROGRAMMA/CONTENUTO

    Circuiti elettrici in corrente continua. Corrente, tensione, potenza, leggi di Kirchhoff. Resistori, generatori di tensione e di corrente, ideali e reali. Analisi dei nodi, principio di sovrapposizione, teoremi di Thevenin e Norton e circuiti equivalenti. Condensatori e induttori. Studio del comportamento al transiente e a regime per circuiti del primo ordine in serie e in parallelo.

    Circuiti elettrici in corrente alternata. Analisi di circuiti del primo ordine in regime sinusoidale, nel dominio del tempo e tramite metodo dei fasori. Risposta in frequenza e diagrammi di Bode. Circuiti del secondo ordine, circuito RLC, circuiti risonanti. Uso del programma di simulazione LTSPICE.

    Semiconduttori, giunzione PN, diodo, transistor, MOSFET. Circuiti integrati, amplificatore operazionale, amplificatore invertente e non invertente. Circuiti sommatori, integratori, derivatori, comparatori, raddrizzatori. Feedback e applicazioni a circuiti con amplificatori operazionali. Filtri attivi: passa basso, passa alto, passa banda. Misure a quattro fili, amplificatore per strumentazione e sua caratterizzazione.

    Sistemi digitali, algebra booleana e implementazione reale di porte logiche. Circuiti logici combinatori e sequenziali. Convertitori digitale/analogico e analogico/digitale. Costruzione di automi e mappe di Karnaugh.

    Circuiti programmabili e microcontrollori. Sviluppo di automi e programmi di controllo e acquisizione dati tramite porta seriale e schede Arduino.

    TESTI/BIBLIOGRAFIA

    Millmann, Grabel / Millmann, Halkias - Microelettronica - McGraw-Hill
    Horowitz, Hill - The art of electronics - Cambridge University Press

    I lucidi delle lezioni sono resi disponibili su Aulaweb

    DOCENTI E COMMISSIONI

    Commissione d'esame

    DANIELE MARRE' (Presidente)

    MATTEO DE GERONE

    LEA DI NOTO

    ANTONINO SERGI

    CARLO SCHIAVI (Presidente Supplente)

    LEZIONI

    INIZIO LEZIONI

    Vedi Manifesto Laurea in Fisica 2021/2022 e sito di Ateneo https://easyacademy.unige.it/portalestudenti/

    Orari delle lezioni

    L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

    ESAMI

    MODALITA' D'ESAME

    L'esame consiste in due prove:

    - una prova pratica in laboratorio volta a determinare le capacità dello studente di progettare, costruire e caratterizzare un circuito, analogico o digitale, di tipologia simile a quelli visti nelle esercitazioni guidate svolte durante l'anno

    - una prova orale in cui vengono verificate conoscenza e grado di comprensione degli argomenti teorici svolti durante il corso

    MODALITA' DI ACCERTAMENTO

    Nella prova pratica viene valutata la capacità di progettare circuiti analogici e digitali a partire dalle specifiche richieste.
    Nei casi in cui sia prevista la realizzazione pratica di un prototipo, ne viene richiesta e valutata la caratterizzazione tecnica.
    Nella prova orale, oltre a una ulteriore verifica delle capacità di progettazione, viene anche sondata la comprensione teorica dei concetti esposti nel corso.

    Calendario appelli

    Data Ora Luogo Tipologia Note
    18/01/2022 09:00 GENOVA Laboratorio
    16/02/2022 09:00 GENOVA Laboratorio
    14/06/2022 09:00 GENOVA Laboratorio
    19/07/2022 09:00 GENOVA Laboratorio
    16/09/2022 09:00 GENOVA Laboratorio