OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L'insegnamento fornisce gli elementi di base necessari per l’analisi e la progettazione di semplici circuiti elettronici, sia analogici che digitali, per strumentazione fisica. Particolare attenzione viene dedicata all’uso degli strumenti di misura e all’impiego di sistemi per l’acquisizione dei dati

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

ANTONINO SERGI (Presidente)

CARLO SCHIAVI

LEA DI NOTO (Presidente Supplente)

MATTEO BARELLI (Supplente)

MATTEO DE GERONE (Supplente)

DANIELE MARRÉ (Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Vedi Manifesto Laurea in Fisica 2023/2024 e sito di Ateneo https://easyacademy.unige.it/portalestudenti/

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale 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