Programma ELETTRONICA 5

1) definire, determinare e rappresentare la funzione di trasferimento di un sistema; illustrare ed impiegare registri e contatori; analizzare amplificatori a Tr; analizzare, dimensionare e realizzare circuiti lineari con op. amp.;

2) analizzare, dimensionare e realizzare circuiti non lineari con op. amp., in particolare generatori d’onda quadra, triangolare e d’impulso;

3) introdurre, descrivere ed analizzare i più diffusi ADC e DCA; considerarne e definirne i parametri più significativi; individuarne le applicazioni ed utilizzarli in sistemi di acquisizione dati e di controllo;

4) inquadrare ed analizzare il funzionamento degli oscillatori; rappresentare gli schemi dei più comuni oscillatori per bassa ed alta frequenza; analizzarli, dimensionarli e realizzarli;

5) analizzare, dimensionare e realizzare filtri attivi; verificarne sperimentalmente caratteristiche e funzionamento;

6) descrivere il funzionamento dei più semplici VFC ed FVC; individuare e definirne i parametri più significativi; indicare gli ambiti di applicazione; definire lo schema a blocchi di sistemi di acquisizione dati e di controllo; descrivere le caratteristiche funzionali dei vari blocchi;

(Opzionale) Analizzare i circuiti di potenza in classe A, AB, B; definirne i parametri significativi.

N. B.: I precedenti punti rappresentano altrettanti OBIETTIVI INTERMEDI relativi ai moduli ed 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.

CONTROLLO:

Almeno una relazione di gruppo (max tre o quattro alunni) o una verifica scritta, orale o di laboratorio è prevista a conclusione di ogni 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: interrogazioni, compiti in classe, elaborati a casa, misure ed esercitazioni di laboratorio, test e questionari, relazioni.

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 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.

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          Testi in adozione:
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Cuniberti, De Lucchi, De Stefano - Elettronica Vol. III - Petrini

Biondo, Sacchi - Manuale di elettronica e telecomunicazioni - Hoepli

          Testi di consultazione consigliati:

Databooks TTL, CMOS, LINEAR, ADC/DAC, ecc. (Analog devices, Burr Brown, Fairchild, Motorola, National, Texas, ecc.).

Ambrosini, Perlasca - Sistemi di conversione e interfacciamento - Tramontana

Berlin - La progettazione dei circuiti amplificatori operazionali - Jackson

Berlin - La progettazione dei filtri attivi - Jackson

Broggi, Jappelli - Elettronica analogica integrata - Zanichelli

Cuniberti, De Lucchi, De Stefano - Elettronica Vol. I, II - Petrini

Floyd - Fondamenti di elettronica digitale - Principato

Floyd - Fondamenti di elettronica analogica - Principato

Fuselli - Componenti circuiti funzioni - Zanichelli

Gargantini, Zecchi - Elettronica integrata lineare - Jackson

Gasparini, Mirri - Dispositivi e circuiti elettronici - Calderini

Giometti, Frascari - Elettronica Vol. I, II e III - Calderini

Millman, Halkias - Microelettronica. - Boringhieri

Mirri - Elettronica lineare e digitale Vol. I e II - Calderini

Panella, Spalierno - Corso di Elettronica Vol. 1, 2 e 3 - Cupido

Panella, Spalierno - Elettronica analogica integrata - Cupido

Ramakant A. Gayakwad - Amplificatori operazionali e circuiti integrati lineari - Jackson

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

Panella, Spalierno - Esercizi e applicazioni di elettronica integrata - Cupido

Panella, Spalierno - Esercizi ed applicazioni di interfacciamento e trasmissioni - Cupido

Pasquali, Scarpaccio - Temi ministeriali di elettronica - Cupido

Signorini – Guida all’esame di maturità (elettronica) – Jackson

Smerieri – Esercizi di elettronica analogica – Petrini

Smerieri – Esercizi di sistemi - Petrini

Tota - Circuiti elettronici - Calderini

MODULO 1

Sett. – Nov.

Teoria

Laboratorio

·      RICHIAMI E RIPETIZIONE: Funzioni di trasferimento (espressioni in forma di rapporto di polinomi e fattorizzata; poli e zeri). Diagrammi di Bode. Registri e contatori. Amplificatore con doppio carico a BJT. Applicazioni degli op. amp.: sommatore, convertitore di scala e di segno, integratore e derivatore, inseguitore di tensione, amplificatore differenziale. -        Progetto, montaggio e verifica dell'integratore e del derivatore realizzati con µA 741.

-        Progetto, montaggio e analisi di un amplificatore differenziale con µA 741.

MODULO 2

Nov. – Dic.

Teoria

Laboratorio

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

·       Generatori di forme d'onda: generalità sui multivibratori, ), duty cicle.

·       Generatore di onda quadra (astabile).

·       Generatore di impulsi (monostabile).

·      Generatore d'onda triangolare.
-        Montaggio e verifica del funzionamento del comparatore (con e senza isteresi) realizzato con µA 741.

-        Progetto, montaggio e verifica di un generatore di onda quadra con LM 358.

-        Montaggio e verifica di un generatore d'onda triangolare con LM 358.

-        Analisi nel dominio del tempo e della frequenza di circuiti con op. amp.

MODULO 3

Dic. – Feb.

Teoria

Laboratorio

·       Circuito sample-hold: generalità, parametri caratteristici, schema e principio di funzionamento.

·       Convertitori digitali/analogici: generalità, parametri e caratteristiche. DAC con resistori pesati, con rete a scala (in tensione o in corrente) e con rete mista. DAC integrati.

·       Convertitori analogici/digitali: generalità, parametri e caratteristiche. ADC parallelo (flash), a gradinata, a successive approssimazioni.

-        Utilizzazione dell'unità didattica F03A (E.V.): conversione A/D e D/A con gli integrati ADC 0800 e DAC 0800.

MODULO 4

Mar.

Teoria

Laboratorio

·       Oscillatori: generalità e condizioni di Barkhausen. Oscillatori RC (a sfasamento). Oscillatore a ponte di Wien. Oscillatori a tre punti: generalità; schemi di principio di Colpitts e di Hartley.

-        Oscillatore a sfasamento
-        Oscillatore a ponte di Wien

Analisi nel dominio del tempo e della frequenza di circuiti con op. amp.

MODULO 5

Apr.

Teoria

Laboratorio

·      Filtri attivi: generalità, funzioni di trasferimento. Metodi di approssimazione della F.d.t. (polo singolo, poli multipli, approssimazioni di Butterworth e Chebyschev). Filtri con F.d.t. del primo ordine (passa-basso e passa-alto) e del secondo ordine (passa-basso, passa-alto, passabanda ed eliminabanda); filtri d'ordine superiore al secondo. F.d.t. degli schemi a retroazione positiva (VCVS) e a controreazione multipla; filtri passa-basso, passa-alto, passabanda ed eliminabanda a reazione positiva semplice a reazione negativa multipla). -        Progettazione, montaggio e verifica di semplici filtri attivi.

MODULO 6

Mag. – Giu.

Teoria

Laboratorio

·       Convertitori tensione/frequenza e frequenza/tensio-ne: generalitá, parametri e caratteristiche. VFC a rampa con soglia. Cenni agli FVC.
·       Cenni a sistemi di acquisizione dati.

·      (Opzionale) Amplificatori di potenza.

-        Simulazioni e sw didattico multimediale sui convertitori

-       Progettazione e realizzazione di un sistema di acquisizione e controllo della temperatura.

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 e sono 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