Obiettivi formativi
Il corso intende introdurre il trattamento dei segnali analogici mediante circuiti integrati lineari, in particolare amplificatori operazionali, con particolare riguardo alle applicazioni nel controllo automatico e nella misura di grandezze fisiche. Le numerose sessioni di laboratorio esaltano l'approccio pratico-sperimentale del corso.
Prerequisiti
Conoscenza matematica dei vettori nel campo complesso,<br />
fondamenti di analisi circuitale e dei componenti elettronici discreti.
Contenuti dell'insegnamento
- Amplificatori con retroazione: concetti di base. <br />
- L'amplificatore operazionale ideale. L'amplificatore operazionale reale: caratteristiche statiche, dinamiche, e deviazione dal modello di operazionale ideale.<br />
- Circuiti fondamentali a retroazione negativa: amplificatori invertente e non-invertente, sommatore analogico, amplificatore differenziale, sfasatore; integratore e derivatore. <br />
- Circuiti di conversione e di precisione: convertitore corrente-tensione, tensione-corrente (generatore di corrente), amplificatore di carica; amplificatore da strumentazione; raddrizzatori attivi e rivelatori di picco, modulo sample-hold.- Circuiti fondamentali a retroazione positiva: trigger di Schmitt e multibratori, generatori di onda quadra, triangolare, e di impulsi.<br />
- Il criterio di Barkhausen e gli oscillatori sinusoidali. Oscillatori a rete RC (sfasamento, ponte di Wien) e risonante (Colpitts/Hartley, a cristallo di quarzo). Soglia di oscillazione e controllo automatico del guadagno.<br />
- Cenni sull’utilizzo di componenti non lineari con gli amplificatori<br />
operazionali.<br />
- Il rumore nei circuiti elettronici come limite alla misura di piccoli segnali. Origine fisica del rumore (cenni). La rivelazione coerente del segnale e sua applicazione alla ricezione di segnali rumorosi: mixer, amplificatore lock-in.<br />
- Cenni alla teoria dei controlli automatici e sua applicazione ai controllori PID
Programma esteso
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Bibliografia
<span class="datiriga">- P. H. Beards, Elettronica Analogica e Digitale, Jackson Libri<br />
- A. B. Carlson, Communication Systems, McGraw-Hill <br />
- Dispense del docente</span>
Metodi didattici
<span class="datirigaalto">Il corso ha un taglio spiccatamente pratico. Le lezioni teoriche in aula sono affiancate da esercitazioni pratiche in laboratorio, all'incirca in rapporto 1:1. Nelle esercitazioni lo studente è chiamato al progetto,e alla loro realizzazione pratica mediante il montaggio dei componenti su breadbord, </span><span class="datirigaalto"> dei circuiti elettronici oggetto delle lezioni.</span><br />
<span class="datirigaalto"> La valutazione finale è costituita da un colloquio su teoria e pratica svolta, eventualmente integrato da una prova scritta.</span>
Modalità verifica apprendimento
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Altre informazioni
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