Il corso si propone di dare un’ampia panoramica del funzionamento e delle applicazioni dei circuiti analogici e digitali nella moderna elettronica integrata.
scheda docente materiale didattico
OpAmp: caratteristiche ideali di anello aperto e retroazione negativa. Configurazioni invertente e non invertente. Alimentazione degli OpAmp. Saturazione. OpAmp a singola alimentazione. Generatori di tensioni e correnti dc. Convertitori V-I. Amplificatori di corrente, differenziali e di misura.
Filtri attivi: filtri del primo e secondo ordine. Configurazione Sallen-Key e Retroazione Multipla. Filtri di ordine superiore. Risposte di tipo Bessel, Butterworth e Chebyshev. Filtri di ordine superiore.
Limitazioni statiche e dinamiche degli OpAmp: deviazioni dalla idealità di un OpAmp. Correnti di bias e di offset. Tensione di offset. Risposta in frequenza degli amplificatori operazionali. Amplificatori compensati e non compensati. Rise Time. Slew-rate.
Stabilità e compensazione in frequenza: criteri di stabilità. Margine di fase. Tecniche di compensazione in frequenza.
Circuiti non lineari e generatori di segnale: comparatori di tensione monolitici. Trigger di Schmitt. Generatori di segnali sinusoidali. Oscillatori a ponte di Wien e a sfasamento. Multivibratori. Il temporizzatore 555 e le sue applicazioni.
ELETTRONICA DIGITALE
Circuiti e dispositivi combinatori: variabili logiche, algebra booleana e funzioni booleane. Tavole della verità, algebra Booleana e Mappe di Karnaugh . Minimizzazione di funzioni booleane e loro rappresentazione a porte NAND in termini di SOP e a porte NOR in termini di POS. Temporizzazione delle uscite nei circuiti combinatori. Condizioni di indifferenza e minimizzazione. Progetto di circuiti combinatori con porte logiche. Circuiti di codifica e decodifica. Generazione di funzioni utilizzando decodificatori. Multiplexer e demultiplexer. Generazione di funzioni mediante multiplexer. Memorie a sola lettura ROM. Dispositivi logici programmabili PAL e PLA.
Circuiti sequenziali: latches Set-Reset. Latches Set-Reset con clock. Flip flop Master-Slave. Flip flop J-K. Flip flop D. Edge triggered Flip-flop. Registri a scorrimento SISO, PIPO, SIPO e PISO. Scorrimento dei dati a destra, a sinistra e bidirezionale. Scorrimento ciclico, circolatore di 1 e di 0. Contatori binari asincroni: ripple Counter e divisori di frequenza. Contatori in avanti e all’indietro. Contatori bidirezionali. Contatori con modulo arbitrario. Contatori sincroni. Contatori ad anello.
Conversione analogico-digitale: Campionamento. Teorema
Design with operational amplifiers and analog integrated circuits
McGraw-Hill, 2003
Jerry D. Daniels
Digital Design from Zero to One
John Wiley & sons, Inc., 1996
Programma
ELETTRONICA ANALOGICAOpAmp: caratteristiche ideali di anello aperto e retroazione negativa. Configurazioni invertente e non invertente. Alimentazione degli OpAmp. Saturazione. OpAmp a singola alimentazione. Generatori di tensioni e correnti dc. Convertitori V-I. Amplificatori di corrente, differenziali e di misura.
Filtri attivi: filtri del primo e secondo ordine. Configurazione Sallen-Key e Retroazione Multipla. Filtri di ordine superiore. Risposte di tipo Bessel, Butterworth e Chebyshev. Filtri di ordine superiore.
Limitazioni statiche e dinamiche degli OpAmp: deviazioni dalla idealità di un OpAmp. Correnti di bias e di offset. Tensione di offset. Risposta in frequenza degli amplificatori operazionali. Amplificatori compensati e non compensati. Rise Time. Slew-rate.
Stabilità e compensazione in frequenza: criteri di stabilità. Margine di fase. Tecniche di compensazione in frequenza.
Circuiti non lineari e generatori di segnale: comparatori di tensione monolitici. Trigger di Schmitt. Generatori di segnali sinusoidali. Oscillatori a ponte di Wien e a sfasamento. Multivibratori. Il temporizzatore 555 e le sue applicazioni.
ELETTRONICA DIGITALE
Circuiti e dispositivi combinatori: variabili logiche, algebra booleana e funzioni booleane. Tavole della verità, algebra Booleana e Mappe di Karnaugh . Minimizzazione di funzioni booleane e loro rappresentazione a porte NAND in termini di SOP e a porte NOR in termini di POS. Temporizzazione delle uscite nei circuiti combinatori. Condizioni di indifferenza e minimizzazione. Progetto di circuiti combinatori con porte logiche. Circuiti di codifica e decodifica. Generazione di funzioni utilizzando decodificatori. Multiplexer e demultiplexer. Generazione di funzioni mediante multiplexer. Memorie a sola lettura ROM. Dispositivi logici programmabili PAL e PLA.
Circuiti sequenziali: latches Set-Reset. Latches Set-Reset con clock. Flip flop Master-Slave. Flip flop J-K. Flip flop D. Edge triggered Flip-flop. Registri a scorrimento SISO, PIPO, SIPO e PISO. Scorrimento dei dati a destra, a sinistra e bidirezionale. Scorrimento ciclico, circolatore di 1 e di 0. Contatori binari asincroni: ripple Counter e divisori di frequenza. Contatori in avanti e all’indietro. Contatori bidirezionali. Contatori con modulo arbitrario. Contatori sincroni. Contatori ad anello.
Conversione analogico-digitale: Campionamento. Teorema
Testi Adottati
Sergio FrancoDesign with operational amplifiers and analog integrated circuits
McGraw-Hill, 2003
Jerry D. Daniels
Digital Design from Zero to One
John Wiley & sons, Inc., 1996
Modalità Erogazione
Il corso è articolato in lezioni teoriche e esercitazioni applicative.Modalità Valutazione
La verifica di apprendimento è articolata in una prova scritta di 2 ore, che prevede la risoluzione di 4 esercizi, 2 di elettronica analogica e 2 di elettronica digitale, seguita da una prova orale. Durante il corso gli studenti possono svolgere due prove in itinere, seguite da una prova orale. Nel periodo di emergenza COVID-19 l’esame di profitto sarà svolto secondo quanto previsto all’art.1 del Decreto Rettorale n°. 703 del 5 maggio 2020