Obiettivi Formativi

Fornire conoscenze approfondite sulla struttura e sulle caratteristiche dei sistemi di acquisizione e condizionamento di dati e segnali per applicazioni in ambito industriale. Sviluppare la capacità di progettare, sulla base di specifiche predefinite, sistemi dedicati per l’acquisizione e il condizionamento di dati e segnali. Sviluppare un elevato grado di autonomia nella scelta delle soluzioni circuitali e di sistema più adatte al soddisfacimento delle specifiche di progetto. Sviluppare la capacità di comunicare con proprietà di linguaggio e con efficacia in un ambiente di lavoro o di ricerca caratterizzato da un elevato livello di interdisciplinarietà. Sviluppare l’attitudine al continuo aggiornamento sugli sviluppi scientifici e tecnologici, sulla disponibilità di nuovi componenti e di nuove metodologie di progetto in un settore in rapidissima evoluzione quale è quello dei sistemi integrati per il trattamento e la conversione di dati e segnali.

Metodi didattici

Il corso, al fine di raggiungere gli obiettivi formativi previsti, si svolge attraverso lezioni frontali, esercitazioni guidate ed esercitazioni svolte dagli studenti, con lo scopo di stimolare l’approccio ai problemi con autonomia e senso critico. Le attività sono svolte con il supporto di slide delle lezioni. Le esercitazioni di progettazione e simulazione vengono svolte al pc.

Prerequisiti

Conoscenza dei fondamenti dell’elettronica analogica e digitale.

Verifiche dell'apprendimento

Sono previste esercitazioni sul progetto e/o l’analisi di ogni configurazione circuitale studiata a lezione, eventualmente anche mediante simulazione. Lo svolgimento di tutte le esercitazioni ha valenza di prove in itinere e, in caso di valutazione positiva, esonera dall’esame. L’esame si svolge in forma orale su tutto il programma.

Programma del Corso

Storia dei sistemi di conversione dati. Richiami su sensori, trasduttori e circuiti. Condizionamento del segnale. Amplificazione: amplificatore per strumentazione. Il rumore negli amplificatori. Filtri: Funzione di trasferimento. Tipi di filtri. Specifiche. Filtri di Butterworth e Chebyshev. Filtri del secondo ordine. Filtri LCR. Circuito di Antoniou. Filtri a doppio integratore. Filtri a transconduttori. Filtri a condensatori commutati. Conversione DA:caratteristiche dei DAC. Errori. Esempi circuitali di DAC: convertitore a rete scala con resistenze pesate; rete a scala R-2R; rete a scala R-2R inversa; rete a scala C-2C. Conversione AD:caratteristiche degli ADC. Errori. Esempi circuitali di ADC: convertitore a contatore; convertitore ad approssimazioni successive; convertitore a singola rampa; convertitore a doppia rampa; convertitore Sigma-Delta. Cenni sul PLL (Phase-Locked Loop).