Obiettivi Formativi

Acquisire le conoscenze utili al progetto e alla verifica in laboratorio del comportamento di circuiti elettronici analogici, con particolare riferimento alle prestazioni e alle limitazioni di circuiti basati sull'impiego di amplificatori operazionali.

Learning Goals

Students will acquire the knowledge and the ability to design (by means of VHDL) and implement (throgh FPGA) digital systems.

Metodi didattici

Lezioni e prove di laboratorio con l'assistenza del docente

Teaching Methods

Teaching and guided laboratory experiments on electronic circuits.

Prerequisiti

Contenuti del modulo Elettronica II (corso Elettronica II e Elettronica dei Sistemi Digitali)

Prerequisites

Contents of the course section "Elettronica II" (course "Elettronica II e Elettronica dei Sistemi Digitali")

Verifiche dell'apprendimento

Prova di laboratorio.

Assessment

Labaratory test.

Programma del Corso

Strumentazione elettronica. Caratteristiche e modalità di funzionamento dei principali strumenti per la verifica del funzionamento di circuiti elettronici: alimentatore, generatore di segnale, multimetro digitale e oscilloscopio digitale. Configurazioni di misura per la valutazione del gadagno e della banda e per la verifica delle condizioni di linearità in circuiti lineari con amplificatori operazionali. Progetto e verifica sperimentale di un amplificatore di tensione. Valutazione e verifica del guadagno e della banda. Valutazione degli effetti dei generatori di offset e correzione dell'offset. Verifica dei limiti di linearità in diverse condizioni operative. Progetto e verifica sperimentale di un circuito sfasatore. Verifica della frequenza centrale di sfasamento mediante figure di lissajous. Stima e verifica della banda. Calcolo e verifica sperimentale della risposta del circuito a un'onda quadra in diverse condisioni oerative (frequenza e ampiezza dell'onda quadra). Progetto e verifica sperimentale di un amplificatore bifase che impega un pass gate come interruttore controllato. Misura dell'impedenza di ingresso. Progetto e verifica sperimentale di un oscillatore a ponte di Wien ad ampiezza variabile. Verifica del comportamento durante il transitorio di accensione. Influenza della costante di tempo del circuito rivelatore di ampiezza sulla linearità della forma d'onda in uscita. Progetto e verifica sperimentale di un oscillatore sinusoidale con uscite in fase e quadratura. Progetto e verifica sperimentale di un trigger di shmitt. Verifica delle soglie di scatto. Visualizzazione del ciclo di isteresi e analisi dell'influenza delle limitazioni di slew rate dell'amplificatore operazionale sul transitorio di scatto. Progetto e verifica sperimentale di un generatore di onda quadra e triangolare. Stima e verifica sperimentale della massima frequenza di lavoro.

Course Syllabus

Introduction to programmable digital circuits. Evolution of programmable digital circuits. Types of programmable circuits, with special emphasis on CPLD and FPGA. Application fields for CPLD and FPGA. Hardware description languages. Hardwar description languages (HDL). The VHDL language. Structure and syntax of VHDL language. Functional and structural description in VHDL. VHDL digital circuit design and synthesis targeted at FPGA implementation. Applications. Examples of description, simulation and synthesis of combinatorial and sequential circuits. Synthesis of elementary circuits (arithmetic circuits, logic circuits, counters, registers). Synthesis and implementation of complex systems (acquisition and real time elaboration of data, control systems for driving electrical motors, etc.).