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Tipologia

Ingegneria elettronica

SSD

ING-INF/01

Anno

2º anno

Semestre

2º semestre

CFU

6

Distribuzione delle ore

36 classroom hours, 24 training hours

Docenti

MAURO BIAGI

Tipologia

Ingegneria elettronica

SSD

ING-INF/02

Anno

2º anno

Semestre

1º semestre

CFU

6

Distribuzione delle ore

36 classroom hours, 24 training hours

Docenti

ANDREA MOSTACCI

CONOSCENZA E COMPRENSIONE. Il modulo affronta i fondamenti delle misure a microonde per caratterizzare i
dispositivi comunemente usati in una rete a microonde. Sono descritte sia la struttura che il funzionamento dei moderni
analizzatori di reti vettoriali e degli analizzatori di spettro oltre che varie tecniche di misura (risposta in frequenza,
riflettometria nel dominio del tempo). Si discutono anche le tecniche di calibrazione e la valutazione dell’incertezza di
misura. Sono previste svariate prove di laboratorio per la misura di componenti tipici quali filtri, attenuatori, divisori,
accoppiatori direzionali, amplificatori, oscillatori, strutture guidanti, risonatori ed antenne.
CAPACITÀ APPLICATIVE. Gli studenti che abbiano superato l’esame saranno in grado di misure i dispositivi a microonde
più comuni sia a 1-porta (e.g. elementi concentrati R-L-C, risonatori, antenne), sia a 2-porte (e.g. attenuatori, cavi, guide
d’onda, filtri e amplificatori), sia a 3-porte (e.g. divisori di potenza, circolatori) che a 4-porte (e.g. accoppiatori
direzionali). Gli studenti saranno in grado di scegliere tanto lo strumento che la sua configurazione più adatta a
caratterizzare il dispositivo con l’incertezza richiesta dalla misura. Infine gli studenti prenderanno confidenza con
analizzatori di rete vettoriali e analizzatori di spettro allo stato dell’arte.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO. Le attività di laboratorio richiedono agli studenti autonomia di giudizio anche se sono sempre
condotto sotto la supervisione dei professori.
ABILITÀ DI COMUNICAZIONE. Le attività di laboratorio sono in gruppo, e aiutano gli studenti a migliorare lo spirito
collaborativo e la comunicazione. Ogni esperienza è poi documentata da un rapporto scientifico.
CAPACITÀ DI APPRENDERE. Le attività di laboratorio in piccoli gruppi (fino a 3-4 studenti) permettono
l’approfondimento delle conoscenze, anche grazie all’interazione con gli altri membri del gruppo.

Modulo: MULTIDISCIPLINARY LABORATORY OF ELECTRONICS II
Impostare in modo sistematico e formalizzato il flusso di progetto , realizzazione e validazione di un sistema digitale.
Acquisire requisiti e specifiche. Determinare l'architettura di sistema dal punto di vista HW e SW e scegliere componenti commerciali.
Interfacciare sensori e attuatori analogici e digitali e programmare un microcontrollore.
Validare il sistema realizzato e presentare una relazione tecnica.
Capacità di effettuare misure su componenti a RF (anche con segnali modulati) attraverso Analizzatore di Spettro e Analizzatore di Reti .
Comprensione dell’effetto dei disturbi nel contesto delle modulazioni numeriche, bluetooth e Wi-Fi



Modulo: MULTIDISCIPLINARY LABORATORY OF ELECTRONICS I
1. Conoscenza e comprensione:
a. Dimostrare una conoscenza approfondita dei principi fondamentali delle microonde, inclusi concetti come riflessione, trasmissione, impedenza, e propagazione delle onde elettromagnetiche a microonde.
b. Comprendere i principi di funzionamento degli analizzatori di reti vettoriali e degli analizzatori di spettro, nonché le tecniche di misurazione specifiche legate alle microonde.

2. Abilità di laboratorio:
a. Acquisire competenze pratiche nell'uso di strumentazione specifica per la misura di segnali a microonde, inclusi analizzatori di reti vettoriali e analizzatori di spettro.
b. Condurre esperimenti di laboratorio che coinvolgono la caratterizzazione di componenti e circuiti a microonde, interpretando accuratamente i risultati ottenuti.

3. Capacità di analisi e interpretazione:
a. Essere in grado di analizzare e interpretare dati di misura complessi, compresi parametri S, diagrammi di Smith, spettrogrammi e altre informazioni specifiche alle misure a microonde.
b. Valutare le prestazioni dei dispositivi e dei circuiti a microonde sulla base delle misure effettuate e identificare eventuali problemi o discrepanze.

4. Abilità comunicative:
a. Comunicare chiaramente i risultati delle misure e delle analisi, sia in forma scritta che orale, utilizzando terminologia tecnica appropriata.
b. Presentare in modo efficace i rapporti di laboratorio e le relazioni sulle misure effettuate.

5. Abilità di problem-solving:
a. Applicare le conoscenze acquisite per risolvere problemi pratici legati alle misure a microonde e alle prestazioni dei dispositivi elettronici a microonde.
b. Saper adattare le strategie di misura in risposta a situazioni complesse o inaspettate nel laboratorio.

6. Abilità di apprendimento autonomo:
a. Dimostrare la capacità di apprendere autonomamente attraverso la ricerca indipendente e la consultazione di risorse aggiuntive per approfondire la comprensione delle misure a microonde.

7. Abilità di progettazione e ottimizzazione:
a. Essere in grado di utilizzare le informazioni raccolte dalle misure a microonde per progettare, ottimizzare e migliorare i dispositivi elettronici a microonde.

Modulo: MULTIDISCIPLINARY LABORATORY OF ELECTRONICS II
Corsi di base di elettronica digitale
teoria dei segnali


Modulo: MULTIDISCIPLINARY LABORATORY OF ELECTRONICS I
Conoscenza dei fondamenti dei dispositivi a microonde e delle tecniche di analisi dei segnali.

Modulo: MULTIDISCIPLINARY LABORATORY OF ELECTRONICS II
Requisiti di utente, requisiti di sistema, specifiche. Relazione tecnica.
Architettura di un sistema immerso: unità di calcolo, acceleratori hardware, reti e bus, sensori, attuatori, conversione A/D D/A, interfacciamento, alimentazione.
Ricerca di mercato e scelta di componenti commerciali (COTS).
Programmazione di microcontrollori
Validazione del sistema e test
Misure di IP3 su amplificatori, mixer, e catene riceventi
Caratterizzazione di un VCO
Misure su segnali modulati in ampiezza e frequenza
Modulazioni QAM su canale equivalente di banda base
Sistemi Bluetooth
Sistemi Wi-Fi



Modulo: MULTIDISCIPLINARY LABORATORY OF ELECTRONICS I
FONDAMENTI DI MISURE A MICROONDE: Richiami sulle grandezze e i parametri caratteristici dei circuiti a microonde, richiami sulla teoria per la valutazione dell’incertezza delle misure. Rapporto fra la descrizione di reti a microonde con parametri S e costanti concentrate.
ANALIZZATORE DI RETI: Analizzatore di reti scalare e vettoriale (VNA) struttura e funzionamento, calibrazione dell’analizzatore di reti, tecniche di calibrazione SOLT, TRL, misure nel dominio del tempo dirette ed indirette, filtraggio temporale (gating). ANALIZZATORE DI SPETTRO: struttura e funzionamento, parametri degli analizzatori di spettro.

MISURE SU RISONATORI: misura di modi in cavità, fattore di qualità ed accoppiamento.
MISURE DI CAMPO: misuratori di radiazione, misuratori di campo elettrico, misuratori di campo magnetico, misure di campo a banda larga, misure di campo a banda stretta.

LABORATORIO
Misure, utilizzando il VNA, di
- dispositivi a 1-porta: elementi concentrati R-L-C, risonatori, antenne;
- dispositivi a 2-porte: attenuatori, cavi, guide d’onda, filtri e amplificatori;
- dispositivi a 3-porte: divisori di potenza, circolatori;
- dispositivi a 4-porte: accoppiatori direzionali;
- riflettometria nel dominio del tempo
Misure, utilizzando lo SA, di
- oscillatori
- segnali modulati
- campo a banda stretta.

Modulo: MULTIDISCIPLINARY LABORATORY OF ELECTRONICS II
documentazione tecnica fornita dal docente


Modulo: MULTIDISCIPLINARY LABORATORY OF ELECTRONICS I
Note distribuite dal docente

Modulo: MULTIDISCIPLINARY LABORATORY OF ELECTRONICS II
N/D
Modulo: MULTIDISCIPLINARY LABORATORY OF ELECTRONICS I
Note distribuite dal docente

Modulo: MULTIDISCIPLINARY LABORATORY OF ELECTRONICS II
Nel modulo di sistemi digitali (Balsi) si sviluppa il progetto di un sistema a microcontrollore con sensori e attuatori e connessione in rete, a partire dai requisiti di utente fino alla realizzazione e alla validazione. In otto ore di lezione teorica viene sviluppato il progetto architetturale e la documentazione tecnica, per il resto la realizzazione e il test del sistema viene sviluppata in sessioni di laboratorio con lavoro individuale o in piccolo gruppo. I componenti necessari sono forniti dal docente.
Nel modulo di Elettronica e Telecomunicazioni (Biagi-Tommasino) vengono svolte esercitazioni al calcolatore e agli strumenti di misura riguardanti la caratterizzazione di componenti a RF (amplificatori, mixer, VCO) e di sistemi di comunicazione che fanno uso di segnali con diversi formati di modulazione sia analogica che digitale. Gli studenti preparano quindi delle relazioni individuali che descrivono le esperienze effettuate.



Modulo: MULTIDISCIPLINARY LABORATORY OF ELECTRONICS I
lezioni frontali ed esercitazioni in laboratorio

Modulo: MULTIDISCIPLINARY LABORATORY OF ELECTRONICS II
Obbligatoria


Modulo: MULTIDISCIPLINARY LABORATORY OF ELECTRONICS I
La frequenza alle esperienze di laboratorio è obbligatoria, mentre alle lezioni frontali è facoltativa.

Modulo: MULTIDISCIPLINARY LABORATORY OF ELECTRONICS II
Presentazione di una relazione tecnica sul progetto sviluppato e dimostrazione pratica del suo funzionamento.
Presentazione di una relazione tecnica sulle misure effettuate



Modulo: MULTIDISCIPLINARY LABORATORY OF ELECTRONICS I
Prova pratica individuale
Relazioni di gruppo per le 8 esperienze di laboratorio

Modulo: MULTIDISCIPLINARY LABORATORY OF ELECTRONICS II
N/D
Modulo: MULTIDISCIPLINARY LABORATORY OF ELECTRONICS I
Caratterizzazione di reti attive e passive a 1, 2, 3, 4 porte

Modulo: MULTIDISCIPLINARY LABORATORY OF ELECTRONICS II
N/D
Modulo: MULTIDISCIPLINARY LABORATORY OF ELECTRONICS I
N/D