LABORATORIO MULTISCIPLINARE DI ELETTRONICA Canale unico

Docente coordinatore e verbalizzante: MARCO BALSI

Modulo 1: LABORATORIO II

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
MARCO BALSI

Modulo 2: LABORATORIO I

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
STEFANO PISA

Obiettivi formativi

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, aiutando 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.

Risultati di apprendimento attesi

Modulo: LABORATORIO II
N/D
Modulo: LABORATORIO I
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 etc). Si discutono anche le tecniche di calibrazione e la valutazione dell’incertezza di misura. Sono previste otto sessioni di laboratorio per la misura di componenti tipici quali filtri, attenuatori, divisori, accoppiatori direzionali, amplificatori, oscillatori, strutture guidanti, risonatori antenne e mixer. 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, filtri e amplificatori), sia a 3-porte (e.g. divisori di potenza, circolatori) che a 4-porte (e.g. accoppiatori direzionali) e componenti non lineari quali amplificatori e mixer. 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. Le attività di laboratorio richiedono agli studenti autonomia di giudizio anche se sono sempre condotto sotto la supervisione dei professori. Le attività di laboratorio sono in gruppo, aiutando gli studenti a migliorare lo spirito collaborativo e la comunicazione. Ogni esperienza è poi documentata da un rapporto scientifico. 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.


Prerequisiti

Modulo: LABORATORIO II
N/D
Modulo: LABORATORIO I
conoscenza di grandezze elettriche, della trasformata di Fourier, della teoria dei circuiti, delle reti due porte, delle nozioni fondamentali dei dispositivi a microonde

Programma dell’insegnamento

Modulo: LABORATORIO II
N/D
Modulo: LABORATORIO 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. Descrizione di reti a microonde con parametri S.
ANALIZZATORE DI RETI: Analizzatore di reti scalare e vettoriale (VNA) struttura e funzionamento, calibrazione dell’analizzatore di reti, tecnica di calibrazione SOLT.
ANALIZZATORE DI SPETTRO: struttura e funzionamento, parametri degli analizzatori di spettro.
MISURE SU RISONATORI: misure su modi in cavità, fattore di qualità ed accoppiamento.
MISURE CON TIME DOMAIN REFLECTOMETRY: misure nel dominio del tempo indirette, filtraggio temporale (gating).
MISURE DI CAMPO: misure di campo a banda stretta, misura e incertezza della misura
MISURE NON LINEARI: misure di punto di compressione e intermodulazione su amplificatori e mixer
LABORATORIO
Misure su
- dispositivi a 1-porta: elementi concentrati, risonatori;
- dispositivi a 2-porte: risonatori, cavi, filtri e amplificatori;
- dispositivi a 3-porte: divisori di potenza;
- dispositivi a 4-porte: accoppiatori direzionali;
- riflettometria nel dominio del tempo
- campo EM a banda stretta
- intermodulazione di amplificatori
- caratterizzazione di mixer


Testi di riferimento

Modulo: LABORATORIO II
N/D
Modulo: LABORATORIO I
Note applicative. Appunti disponibili sul sito del corso.
Materiale integrativo (lucidi/diapositive del corso, articoli) disponibili sul sito web e sulla classroom del corso


Bibliografia

Modulo: LABORATORIO II
N/D
Modulo: LABORATORIO I
N/D

Modalità di svolgimento

Modulo: LABORATORIO II
N/D
Modulo: LABORATORIO I
lezioni frontali, esercitazioni in laboratorio, visite, seminari

Frequenza

Modulo: LABORATORIO II
N/D
Modulo: LABORATORIO I
Didattica frontale in presenza

Modalità di esame

Modulo: LABORATORIO II
N/D
Modulo: LABORATORIO I
Valutazione degli otto report svolti dopo le esercitazioni in laboratorio in gruppi di 3 o 4 studenti. Prova pratica di laboratorio individuale.

Esempi di domande

Modulo: LABORATORIO II
N/D
Modulo: LABORATORIO I
Misure per la caratterizzazione di un accoppiatore direzionale, Misure per la caratterizzazione di un filtro, Misura del fattore di merito non caricato di un risonatore, misura dei prodotti di intermodulazione di un amplificatore, Misure in riflessione su resistenze, capacità e induttori, Misure in trasmissioni su reti RC, o RL, misure TDR su reti RC o RL.

Programmazione delle attività didattiche

Modulo: LABORATORIO II
N/D
Modulo: LABORATORIO I
N/D

  • Anno accademico2024/2025
  • Corso di studio a cui afferisce l’insegnamentoIngegneria Elettronica - Electronics Engineering
  • CurriculumIngegneria Elettronica (percorso valido anche ai fini del conseguimento del doppio titolo italo-statunitense o italo-francese)
  • Linguaita
  • CFU12 CFU distribuiti in 2 moduli didattici integrati
  • Durata complessiva120 ore