Insegnamento LABORATORIO DI ELETTRONICA E TECNICHE DI ACQUISIZIONE DATI
- Corso
- Fisica
- Codice insegnamento
- A001104
- Sede
- PERUGIA
- Curriculum
- Comune a tutti i curricula
- Docente
- Matteo Duranti
- Docenti
-
- Matteo Duranti
- Ore
- 74 ore - Matteo Duranti
- CFU
- 7
- Regolamento
- Coorte 2020
- Erogato
- 2022/23
- Attività
- Caratterizzante
- Ambito
- Sperimentale e applicativo
- Settore
- FIS/01
- Tipo insegnamento
- Obbligatorio (Required)
- Tipo attività
- Attività formativa monodisciplinare
- Lingua insegnamento
- Italiano
- Contenuti
- Elementi di teoria dei segnali; Introduzione ai sistemi digitali e di acquisizione dati; Elementi di elettronica analogica e digitale.
- Testi di riferimento
- Slides fornite dal docente; Per approfondimenti: Microelectronics (J. Millman); Teoria dei segnali (M. Luise, G. M. Vitetta)
- Obiettivi formativi
- Obiettivo principale del corso consiste nel fornire agli studenti le basi e le tecniche per affrontare lo studio di sistemi analogici e digitali complessi e delle loro prestazioni in termini di costo, velocità, consumo energetico, resistenza a rumore o disturbi esterni, e la loro progettazione in funzione della soluzione di semplici problemi fisici. Gli studenti saranno inoltre in grado di programmare in linguaggio HDL semplici sistemi logici o macchine a stati finiti.
- Prerequisiti
- I contenuti del corso "Laboratorio di elettromagnetismo ed ottica" sono considerati altamente propedeutici ai fini di comprendere ed assimilare gli argomenti trattati in questo corso. In aggiunta a questo, per i medesimi fini, è consigliata una preparazione di base nei seguenti argomenti: Calcolo discreto (serie numeriche); Calcolo infinitesimale (limiti, derivazione, integrazione); Elettromagnetismo classico; Elettronica elementare; Elementi di base di programmazione; Elementi di base di statistica e tecniche di analisi dati.
- Metodi didattici
- Il corso prevede: 14 ore di lezione frontale, in cui saranno affrontati gli elementi teorici del programma ed introdotte le esperienze di laboratorio. 60 ore di esercitazioni in laboratorio divise in sessioni di 5 ore ciascuna. Durante le esercitazioni, gli studenti saranno divisi in gruppi di lavoro indicativamente composti da 3 componenti e dovranno affrontare e risolvere preferibilmente in maniera assistita un problema fornito dal docente, anche in più sessioni di laboratorio, utilizzando dispositivi hardware e software specializzati. Per ogni argomento affrontato nelle esercitazioni, è richiesta da parte del gruppo di lavoro la stesura di un documento tecnico che riporti i dettagli del problema, delle metodologie, dell'analisi dati e dei risultati ottenuti. I documenti tecnici verranno valutati e discussi in sede d'esame.
- Altre informazioni
- La frequenza delle attività in laboratorio è obbligatoria per almeno il 70% delle attività complessive.
- Modalità di verifica dell'apprendimento
- L'esame prevede una prova orale finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti indicati nel programma. E` prevista all'inizio dell'esame l'esposizione di un elaborato tecnico prodotto in modo autonomo o in gruppo dallo studente su una delle esperienze pratiche effettuate in laboratorio. Saranno valutate le capacità di sintesi e di organizzazione autonoma dell'esposizione del problema e delle metodologie applicate, nonché la capacità di contestualizzare lo studio del problema proposto all'interno dei contenuti teorici introdotti nelle lezioni con opportuna proprietà di linguaggio.
- Programma esteso
- Concetti di segnale e rumore. Introduzione a semplici sistemi di acquisizione dati. Trigger. Conversione analogico/digitale. Cenni su semiconduttori, giunzioni p-n, transistors. Amplificatori operazionali, semplici montaggi e circuiti. Porte logiche, algebra booleana, aritmetica binaria. Famiglie logiche. Sistemi digitali; Field Programmable Gate Arrays; cenni di programmazione HDL. Segnali periodici e aperiodici. Sviluppo in serie di Fourier. Equazioni di analisi e sintesi. Spettro di ampiezza e fase di un segnale. Spettro di potenza di un segnale. Teorema di Parseval. Banda e durata di un segnale. Filtri in frequenza. Segnali a tempo discreto. Teorema di Nyquist. Aliasing. Introduzione a dispositivi utilizzati nelle esperienze di laboratorio. Introduzione alla programmazione di microcontrollori.