COSTRUZIONI ELETTRONICHE A
cod. 23286

Anno accademico 2008/09
3° anno di corso - Secondo semestre
Docente
Settore scientifico disciplinare
Indefinito/interdisciplinare (NN)
Field
Valore totale se dato disaggregato non disponibile
Tipologia attività formativa
Altro
36 ore
di attività frontali
4 crediti
sede:
insegnamento
in - - -

Obiettivi formativi

<strong>Finalità </strong><br />
Il corso si propone di fornire una panoramica sulla progettazione e realizzazione di un sistema elettronico a componenti discreti. In quest’ambito vengono prese in considerazione le problematiche connesse alla propagazione dei segnali e all’interferenza che può nascere tra gli stessi, alla scelta dei materiali da utilizzare in base alla frequenza di lavoro del sistema. Viene fatta, inoltre, un’analisi delle tecniche esistenti per la realizzazione di circuiti stampati. Il corso prevede inoltre, mediante esercitazioni guidate in laboratorio, l’utilizzo di un CAD per la progettazione, simulazione e realizzazione di circuiti stampati.

Prerequisiti

Fisica generale AB, Elettrotecnica AB<br />
<br />
Elettronica C

Contenuti dell'insegnamento

<strong></strong><strong>Programma </strong><br />
<em>Concetto di Componente</em><br />
Maglia di componenti elementari. Componenti in parallelo. Validità delle Leggi di Kirchhoff<br />
<em>Elementi parassiti di un circuito</em><br />
Resistenza parassita. Induttanza parassita. Limiti del modello. Mutue induttanze. Capacità parassite dei collegamenti.<br />
<em>Spettro di un segnale digitale</em><br />
Spettro del segnale di Uscita.<br />
<em>Modelli </em><br />
A costanti concentrate. A costanti distribuite. Propagazione dei segnali. Concetto di Lunghezza efficace.<br />
<em>Problemi del cablaggio punto a punto</em><br />
Ringing. Diafonia. Interferenza elettromagnetica.<br />
<em>Richiami sulle linee di trasmissione</em><br />
Linea di trasmissione. Linee senza perdite. Microstrip. Impedenza caratteristica. Linee con perdite. Linee a basse perdite. Linea RC. L’effetto pelle.<br />
<em>Problemi di adattamento, Terminazioni</em><br />
Spezzone di linea di lunghezza L. Resistenza di terminazione. Terminazione serie. Terminazione parallelo. Terminazione di Thevenin. Terminazione in AC.<br />
<br />
<em>Progettazione dei Circuiti Stampati</em><br />
Considerazioni generali. Linea di collegamento su un piano di massa. Scelta ed assegnazione degli strati. Regola di Rent. Circuiti a doppia faccia: soluzione interdigitata; soluzione radiale. Multistrato 4x. Multistrato 6x. La regola 20H. La regola 3W.<br />
<em>Distribuzione delle masse e delle alimentazioni</em><br />
Trasmissione dei segnali. Rumore di massa. Rumore sull’alimentazione. Bypass dell’alimentazione. Definizione dei livelli di bypass: scheda, componente, piani di alimentazione.<br />
Fori metallizzati (Vias).<br />
<em>Integrità dei segnali</em><br />
Il problema della diafonia. Cross Talk per accoppiamento induttivo. Linea di guardia. Linee di Shunt. Impedenza caratteristica. Linea caricata. Terminazioni. Terminazioni parallelo. Piste di clock. Accorgimenti di routing.<br />
<em>Partizionamento della piastra</em><br />
Considerazioni generali. Isole, fossati e ponti. Metodo 1: isolamento galvanico. Metodo 2: ponte sul fossato. Filtri di Segnale (Data Line Filter). Tecniche assemblaggio. Anelli di guardia. Connettori. Backplanes.<br />
<em>Tecniche di schermatura e messa a terra</em><br />
Richiami di Elettrostatica. Capacità e immagazzinamento dell’energia. Regole di cablaggio e di connessione delle schermature. Compatibilità Elettromagnetica (EMC). Interferenza Elettromagnetica (EMI).<br />
<em>Progettazione Assistita al Calcolatore</em><br />
Panoramica sui Cad per la progettazione di circuiti elettronici. Realizzazione dello schema elettrico. Simulazione funzionale di un circuito elettrico. Migrazione dallo schema elettrico verso il PCB (Printed Circuit Board). Esercitazione in laboratorio all’uso di un pacchetto di progettazione per circuiti stampati commerciale.<br />
<em>Tecniche di realizzazione e montaggio di un Circuito Stampato</em><br />
Scelta dei materiali in base alla frequenza di lavoro del sistema. Stato dell’arte della tecnologia esistente per la realizzazione di un circuito elettroniche. Tecniche di montaggio dei componenti sul circuito stampato.<br />
<strong>Attività di esercitazione </strong><br />
Sono previste esercitazioni di laboratorio sull’uso del CAD per la progettazione <br />

Programma esteso

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Bibliografia

<u><strong>Testi consigliati </strong></u><br />
[1] “High Speed Digital Design: A Handbook of Black Magic”, Haward W. Johnson, Martin Graham. Prentice Hall, 1993. ISBN 0-13-395724-1<br />
[2] “Grounding and Shielding Techniques in Instrumentation”, Ralph Morrison, 3rd Edition. John Wiley & Sons, 1986. ISBN 0-471-83805-5<br />
[3] “Coombs’ Printed Circuit Handbook”, Clyde F. JR. Coombs, McGraw Hill, 2001. ISBN 0071350160<br />
[4] "Noise Reduction Techniques in Electronic Systems", Henry W.Ott, Second Edition John Wiley & Sons, 1988 . ISBN 0-471-85068-3

Metodi didattici

<strong>Teoria</strong><br />
Lezione frontale in aula/laboratorio<br />
<strong>Attività di esercitazione </strong><br />
Sono previste esercitazioni di laboratorio sull’uso del CAD per la progettazione <br />
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<u><strong>Modalità d’esame </strong></u><br />
1. prova di teoria scritta <br />
2. presentazione di un progetto

Modalità verifica apprendimento

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Altre informazioni

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