Corso C

Programma ELETTRONICA 4° anno

OBIETTIVI DIDATTICI:

A conclusione dell’anno scolastico gli alunni dovranno essere in grado di:

1)       utilizzare i più comuni ed usuali strumenti di laboratorio; analizzare una rete elettrica lineare nel dominio della frequenza; determinare la funzione di trasferimento di un quadripolo e rappresentarla con i diagrammi di Bode; progettare semplici reti filtranti passive; effettuare misure di tensione e correnti sui circuiti in regime armonico;

2)       analizzare un semplice circuito RC nel dominio del tempo ed effettuare le relative misure di laboratorio; cogliere e definire le relazioni tra i parametri determinati o misurati nel dominio del tempo e quelli determinati o misurati nel dominio della frequenza; Interpretare i data sheets; misurare i parametri più significativi degli op. amp; distinguere un semplice circuito controreazionato da uno non reazionato e valutarne le diverse caratteristiche;

3)       analizzare, dimensionare e montare circuiti lineari con op. amp. ed individuarne la funzione svolta; usare sw di simulazione

4)       analizzare, dimensionare e montare amplificatori a BJT; effettuare misure su di essi per determinare le caratteristiche di risposta in frequenza; usare o predisporre sw di analisi e/o di simulazione;

5)       analizzare, dimensionare e realizzare circuiti non lineari con op. amp.; studiare sperimentalmente tale tipologia di circuiti.

N. B.: I precedenti punti rappresentano altrettanti OBIETTIVI INTERMEDI relativi ai moduli e alle fasi di articolazione e sviluppo del percorso formativo.

METODOLOGIA DIDATTICA:

Per conseguire un maggiore coinvolgimento ed una più attiva ed attenta partecipazione degli studenti, per responsalizzarli, per stimolarli ad organizzare tempo ed attività, per addestrarli al lavoro di equipe, per abituarli alla ricerca e selezione bibliografica, per fornire loro più frequenti occasioni di esprimere attitudini , competenze ed abilità personali, per offrire loro l’opportunità di acquisire fiducia in sé stessi e nei propri mezzi, per favorire la loro capacità di rapportarsi agli altri si è deciso di integrare ed alternare la tradizionale lezione frontale con un approccio di tipo “studio assistito”, lavori di gruppo e presentazione dialettica al resto della classe dei prodotti dell’attività di ricerca ed approfondimento dei gruppi. I contenuti saranno strutturati in moduli suddivisi in unità didattiche.

VERIFICHE:

Almeno una relazione di gruppo (max tre o quattro alunni) o una verifica scritta, orale o di laboratorio è prevista a conclusione di ogni singolo modulo.

STRUMENTI:

Lezioni frontali, lavori di gruppo, esercizi, interventi di studio assistito, supporti multimediali e sw di simulazione, testi vari, appunti, esercitazioni di laboratorio, relazioni degli studenti.

Per le verifiche: Per le verifiche:

RISULTATI ATTESI(*)

A conclusione dell’anno scolastico gli alunni dovranno essere in grado di:

1) utilizzare i più comuni ed usuali strumenti di laboratorio; analizzare una rete elettrica lineare nel dominio della frequenza; determinare la funzione di trasferimento di un quadripolo e rappresentarla con i diagrammi di Bode; progettare semplici reti filtranti passive; effettuare misure di tensione e correnti sui circuiti in regime armonico;

2) analizzare un semplice circuito RC nel dominio del tempo ed effettuare le relative misure di laboratorio; cogliere e definire le relazioni tra i parametri determinati o misurati nel dominio del tempo e quelli determinati o misurati nel dominio della frequenza; Interpretare i data sheets; misurare i parametri più significativi degli op. amp; distinguere un semplice circuito controreazionato da uno non reazionato e valutarne le diverse caratteristiche;

3) analizzare, dimensionare e montare circuiti lineari con op. amp. ed individuarne la funzione svolta; usare sw di simulazione

4) analizzare, dimensionare e montare amplificatori a BJT; effettuare misure su di essi per determinare le caratteristiche di risposta in frequenza; usare o predisporre sw di analisi e/o di simulazione;

5) analizzare, dimensionare e realizzare circuiti non lineari con op. amp.; studiare sperimentalmente tale tipologia di circuiti.

N. B.: I precedenti punti rappresentano altrettanti OBIETTIVI INTERMEDI relativi ai moduli e alle fasi di articolazione e sviluppo del percorso formativo.

METODOLOGIA DIDATTICA:

Per conseguire un maggiore coinvolgimento ed una più attiva ed attenta partecipazione degli studenti, per responsalizzarli, per stimolarli ad organizzare tempo ed attività, per addestrarli al lavoro di equipe, per abituarli alla ricerca e selezione bibliografica, per fornire loro più frequenti occasioni di esprimere attitudini , competenze ed abilità personali, per offrire loro l’opportunità di acquisire fiducia in sé stessi e nei propri mezzi, per favorire la loro capacità di rapportarsi agli altri si è deciso di integrare ed alternare la tradizionale lezione frontale con un approccio di tipo “studio assistito”, lavori di gruppo e presentazione dialettica al resto della classe dei prodotti dell’attività di ricerca ed approfondimento dei gruppi. I contenuti saranno strutturati in moduli suddivisi in unità didattiche.

VERIFICHE:

Almeno una relazione di gruppo (max tre o quattro alunni) o una verifica scritta, orale o di laboratorio è prevista a conclusione di ogni singolo modulo.

STRUMENTI:

Lezioni frontali, lavori di gruppo, esercizi, interventi di studio assistito, supporti multimediali e sw di simulazione, testi vari, appunti, esercitazioni di laboratorio, relazioni degli studenti.

Per le verifiche: Per le verifiche:

RISULTATI ATTESI(*)

Capacità: capacità linguistico – espressive, capacità logico – interpretative, capacità di sintesi e rielaborazione, capacità di apprendimento, capacità di lavorare in gruppo, capacità di documentare adeguatamente il proprio lavoro.

Competenze tecnico - professionali: conoscenza e organizzazione dei contenuti di base (metodi di analisi delle reti elettriche, componenti elettronici fondamentali, analisi e progettazione circuitale, strumentazione e tecniche operative di laboratorio, uso del computer e degli applicativi più usuali). Competenze tecnico - professionali: conoscenza e organizzazione dei contenuti di base (metodi di analisi delle reti elettriche, componenti elettronici fondamentali, analisi e progettazione circuitale, strumentazione e tecniche operative di laboratorio, uso del computer e degli applicativi più usuali). Competenze tecnico - professionali: conoscenza e organizzazione dei contenuti di base (metodi di analisi delle reti elettriche, componenti elettronici fondamentali, analisi e progettazione circuitale, strumentazione e tecniche operative di laboratorio, uso del computer e degli applicativi più usuali).

Competenze trasversali: comprendere il compito, comprendere le situazioni, relazionarsi, comunicare il proprio lavoro, lavorare in equipe, negoziare, affrontare e risolvere i problemi, sviluppare proposte personali, effettuare approfondimenti con autonomia di lavoro, progettare. Competenze trasversali: comprendere il compito, comprendere le situazioni, relazionarsi, comunicare il proprio lavoro, lavorare in equipe, negoziare, affrontare e risolvere i problemi, sviluppare proposte personali, effettuare approfondimenti con autonomia di lavoro, progettare.

TESTI IN ADOZIONE:

Cuniberti, De Lucchi, De Stefano - Elettronica 2 - Petrini

Biondo, Sacchi - Manuale di elettronica e telecomunicazioni. - Hoepli.

Testi di consultazione consigliati:

Ambrosini - Componenti e circuiti analogici e di potenza - Tramontana

Berlin - La progettazione dei circuiti amplificatori operazionali - Jackson

Broggi, Jappelli - Elettronica analogica integrata - Zanichelli

Del Rosso - Elettrotecnica generale - Cupido

Floyd - Fondamenti di elettronica analogica - Principato

Gargantini, Zecchi - Elettronica integrata lineare - Jackson

Gasparini, Mirri- Dispositivi e circuiti elettronici. Vol. I e II. - Calderini

Malvino, Riffaldi - Principi di elettronica – Mc Graw-Hill

Millman, Halkias - Microelettronica - Boringhieri

Panella, Spalierno - Corso di elettronica. Vol. 2 - Cupido

Panella, Spalierno - Elettronica analogica integrata - Cupido

Ricciarelli - Elettronica e laboratorio. Vol. II e III. - Cupido

Panella, Spalierno - Esercizi ed applicazioni di elettronica analogica - Cupido

Smerieri – Esercizi di elettronica analogica - Petrini

Broggi, Jappelli, Ginelli, Persuati - Esercitazioni teoriche e sperimentali di elettronica 2 - Zanichelli

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MODULO 1

Sett. – Ott.

Teoria

Laboratorio

· Richiami di elettrotecnica generale. Generatori ideali e reali, controllati e indipendenti, di tensione e di corrente. Analisi delle reti. Esercizi ed applicazioni.

· Cenni allo sviluppo in serie di Fourier. Esempi e simulazioni.

· Circuito RC in regime sinusoidale (filtro passa-basso e passa-basso). Esercizi ed applicazioni.

- Indicazioni operative sulla strumenta-zione ed apparecchiature del labo-ratorio.

- Simulazioni.

- Oscilloscopio: generalità, schema a blocchi, TRC. Misure di ampiezza, di periodo e di fase. Taratura.

- Filtri RC: analisi, progetto, montaggio e misure.

Misure di fase con l’oscilloscopio su un circuito RC.

MODULO 2

Ott. – Nov.

Teoria	Laboratorio
· Definizione di quadripolo e di rete due porte; funzione di trasferimento (in forma di rapporto di polinomi e fattorizzata; poli e zeri). Decibel. Diagrammi di Bode; tracciamento rapido dei diagrammi di Bode. Esercizi ed applicazioni. · Studio dei circuiti RC nel dominio del tempo. Relazioni tra i parametri definiti nel dominio del tempo e quelli definiti nel dominio della frequenza. Esempi.	- Analisi e misure della risposta di un circuito RC ad un segnale rettangolare. Simulazioni

MODULO 3

Nov. – Dic.

Teoria

Laboratorio

· Cenni ai sistemi reazionati: generalità. Controreazione: vantaggi e svantaggi. Esempi.

· Amplificatori operazionali (op. amp.): generalità, op. amp. ideale, configurazione invertente, principio della massa virtuale, configurazione non invertente, funzioni di trasferimento. Esercizi.

- Lettura ed interpretazione dei data scheets.

- Misura dei parametri del µA 741: tensione di offset, corrente di polarizzazione, resistenza d'ingresso e di uscita.

Gen.

Teoria	Laboratorio
· Applicazioni lineari degli op. amp.: Þ Sommatore, convertitore di scala e di segno, integratore e derivatore (ideali e reali, inseguitore di tensione, amplificatore differenziale. Esercizi.	- Realizzazione dei circuiti fondamentali con µA 741: ampl. invertente e non invertente, voltage follower, sommatore, integratore e derivatore, ampl. differenziale.

MODULO 4

Feb. – Apr.

Teoria

Laboratorio

· Richiami sul diodo: generalità e caratteristica. Resistenza statica e dinamica. Retta di carico statico. Punto di lavoro.

· Cenni ai raddrizzatori.

· Richiami sul transistor (BJT): generalità e caratteristiche.

· Richiami sull’amplificatore a BJT: generalità, circuito statico. Studio statico: retta di carico statico, polarizzazione e stabilizzazione (analisi qualitativa) del punto di lavoro (analisi e progetto). Esercizi.

· Amplificatori per piccoli segnali a BJT: generalità, configurazioni fondamentali, circuiti equivalenti a media, bassa ed alta frequenza.

· Amplificatore con doppio carico (cenni): generalità, altre configurazioni come casi particolari, analisi a media frequenza. Esercizi.

· Banda passante. Metodo delle costanti di tempo. Determinazione delle frequenze di taglio. Esercizi.

· Amplificatori a più stadi. Esercizi.

- Costruzione della caratteristica di un diodo. Determinazione del punto di lavoro.

- Simulazioni sui raddrizzatori.

- Data sheets del BC 107.

- Caratteristiche del transistor. Retta di carico statico. Punto di lavoro.

- Analisi dell’amplificatore E.C. e determinazione sperimentale delle frequenze di taglio. Simulazioni.

- Uso di sw per l’analisi, la progettazione e la simulazione di amplficatori a Tr.

MODULO 5

Apr. – Giu.

Teoria

Laboratorio

· Applicazioni non lineari degli op. amp.:

Þ Comparatore invertente e non invertente, rivelatore di zero e rivelatore di livello. Trigger di Schmitt invertente e non invertente.

Þ Generatori di forme d'onda: generalità sui multivibratori, generatore d'onda quadra (astabile), duty cicle, generatore di impulsi.

- Analisi sperimentale del comparatore con isteresi.

- Progetto e realizzazione di un generatore d'onda quadra con µA 741.

Roma, Ottobre 1999 Vitaliano Smorfa

(*) Al di là dei consueti criteri e strumenti di valutazione di acquisizione di alcuni contenuti e capacità non sono stati ancora individuati e definiti adeguati metodi e parametri di misurazione dei risultati attesi. Allo stato attuale essi sono basati esclusivamente su criteri qualitativi, interiorizzati, non parametrizzati e non standardizzati dei singoli docenti. I docenti del corso C hanno individuato dei descrittori esono tuttora impegnati nello studio per la definizione, individuazione e standardizzazione di adeguati criteri, strumenti e indicatori di valutazione dei risultati attesi.

Introduzione Elettronica 3° Elettronica 5°

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Realizzazione: Prof.ri C. Campione, U. Libertini, V. Smorfa e studenti del Corso C con l'assistenza tecnica dei Sig.ri T. Gallo e P. Pieroni

Coordinamento: Prof.ri Carmela Campione, Ulderico Libertini e Vitaliano Smorfa

Ideazione e progettazione: Ing. Prof. Vitaliano Smorfa