Obiettivo principale del corso è illustrare gli elementi della metodologia di progettazione elettronica fornendo agli studenti gli strumenti di analisi e di sintesi, nonché le strategie da adottare. In particolare sarà analizzata l'architettura di un sistema elettronico che elabora i segnali provenienti da uno stadio di ingresso e li fornisce a uno stadio di uscita, dopo opportuna elaborazione e conversioni Analogico-Digitale (A/D) e Digitale-Analogico (D/A). Particolare attenzione sarà rivolta all’analisi dell’elettronica di front end, di condizionamento (amplificazione e filtraggio), nonché alla stabilità in frequenza. Parte integrante del corso sarà la definizione delle specifiche di progetto che il sistema elettronico deve rispettare, sia in dc che ac, distorsione e rumore e alle procedure di conversione A/D e D/A. Il corso sarà completato dall'analisi dettagliata di progetti di sistemi elettronici con applicazioni in elettronica di consumo, telecomunicazioni, elettronica industriale ed elettronica medica.
scheda docente materiale didattico
Introduzione: generalità sulla progettazione analogica e digitale.
Stadi d’ingresso e amplificatori di segnale: amplificatori a reazione di corrente (CFA); filtro antialiasing per sistema di conversione A/D e filtro per CD audio; filtri a capacità commutate ; tipologie di filtri digitali con elementi di progetto;
Rumore:proprietà del rumore. Tipologia. Dinamica. Sorgenti. Rumore negli OpAmp. Rapporto S/N. Applicazione agli amplificatori per fotodiodi. Integrati a basso rumore d’ingresso.
Conversione analogico-digitale: generalità e definizioni per gli ADC; caratteristiche generali degli ADC; convertitori ad approssimazioni successive (SAR); sovracampionamento e noise-shaping; il modulatore ΣΔ; architettura dei convertitori ΣΔ; generalità sui sensori e esempio di sistema di condizionamento; esempi di sistemi di condizionamento con OpAmp; applicazioni pratiche degli ADC: criteri di scelta per l’ADC e altri esempi di misura di temperatura, bilancia elettronica e misura di potenza.
Stadi d’uscita e amplificatori di potenza: amplificatori per grandi segnali. Classificazione: classe A, B, AB, C. Distorsione armonica. Dispositivi di potenza. Protezioni SOA. Efficienza. Amplificatori e dispositivi di potenza integrati.
Esempi di progetto in diversi ambiti della microelettronica (biomedicale, radiofrequenza e potenza).
Analog-Digital Conversion, W. Kester ed., Analog Devices, www.analog.com
Programma
PROGETTAZIONE ELETTRONICAIntroduzione: generalità sulla progettazione analogica e digitale.
Stadi d’ingresso e amplificatori di segnale: amplificatori a reazione di corrente (CFA); filtro antialiasing per sistema di conversione A/D e filtro per CD audio; filtri a capacità commutate ; tipologie di filtri digitali con elementi di progetto;
Rumore:proprietà del rumore. Tipologia. Dinamica. Sorgenti. Rumore negli OpAmp. Rapporto S/N. Applicazione agli amplificatori per fotodiodi. Integrati a basso rumore d’ingresso.
Conversione analogico-digitale: generalità e definizioni per gli ADC; caratteristiche generali degli ADC; convertitori ad approssimazioni successive (SAR); sovracampionamento e noise-shaping; il modulatore ΣΔ; architettura dei convertitori ΣΔ; generalità sui sensori e esempio di sistema di condizionamento; esempi di sistemi di condizionamento con OpAmp; applicazioni pratiche degli ADC: criteri di scelta per l’ADC e altri esempi di misura di temperatura, bilancia elettronica e misura di potenza.
Stadi d’uscita e amplificatori di potenza: amplificatori per grandi segnali. Classificazione: classe A, B, AB, C. Distorsione armonica. Dispositivi di potenza. Protezioni SOA. Efficienza. Amplificatori e dispositivi di potenza integrati.
Esempi di progetto in diversi ambiti della microelettronica (biomedicale, radiofrequenza e potenza).
Testi Adottati
M. Thompson, Intuitive Analog Circuit Design, Newnes-Elsevier, 2006.Analog-Digital Conversion, W. Kester ed., Analog Devices, www.analog.com
Modalità Erogazione
Il corso è impartito tramite lezioni teoriche in aula ed esercitazioni.Modalità Frequenza
Il corso è impartito tramite lezioni teoriche in aula ed esercitazioni.Modalità Valutazione
L'esame consiste nello svolgimento di una prova orale basata sulla discussione degli aspetti principali di un progetto elettronico dato 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