Fisica

La prima parte del corso è dedicata a circuiti analogici con transistors ed OpAmp [27 ore] La seconda parte è dedicata a circuiti digitali e microcontrollori Arduino [27 ore] Il corso prevede attività di laboratorio [36 ore]

a) E’ indispensabile conoscere le basi dell’elettromagnetismo classico acquisite nel biennio della laurea di primo livello. b) E’ importante avere conoscenze di base dei circuiti con componenti passivi (R, C, L) fornite dal corso di circuiti al secondo anno della laurea di primo livello c) E’ utile avere solide conoscenze sull’uso di oscilloscopio e multimetri e di teoria della misure e trattazione delle incertezze sperimentali.

Andrea Nigro: "Segnali e Sistemi: Elettronica per studenti di Fisica", Amazon

Il corso si svolge per circa i 2⁄3 con lezioni frontali integrate da proiezioni di slides ed esercitazioni in aula atte a fornire le conoscenze di base dell’elettronica analogica e digitale. Le 9 esperienze pratiche di laboratorio forniscono alcune capacità applicative necessarie nei laboratori di elettronica come l’utilizzo di alimentatori, generatori di segnali, componenti elettronici e strumenti di misura quali oscilloscopio e multimetro.

La partecipazione alle lezioni è raccomandata, mentre è obbligatoria la partecipazione alle 9 esperienze di laboratorio. Per passare l'esame è necessario aver effettuato almeno 8 esperienze di laboratorio. E’ prevista la possibilità di recuperare una sola esperienza nel caso in cui uno studente non raggiunga le 8 presenze.

Per superare l'esame occorre conseguire un voto non inferiore a 18/30 in tutti e tre i metri di giudizio E’ necessario dimostrare di aver acquisito una conoscenza sufficiente dei circuiti di base sia analogici che digitali, di essere in grado di progettare e montare semplici circuiti analogici e digitali e di conoscere le basi dell’utilizzo di oscilloscopio e multimetro. Per conseguire un punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve invece dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente degli argomenti trattati di elettronica analogica e digitale , di essere in grado di progettare circuiti che coinvolgono la combinazione delle due tipologie, di saper utilizzare i circuiti per risolvere problemi di automazione o controllo. Deve aver inoltre dimostrato di aver sviluppato un’eccellente padronanza della strumentazione di laboratorio. Nella valutazione dell'esame la determinazione del voto finale tiene conto dei seguenti elementi: 1. Relazioni scritte sulle prove di laboratorio 50% Le prove di laboratorio si svolgono in piccoli gruppi ed hanno lo scopo di eseguire montaggi e semplici misure su modelli di circuiti discussi a lezione. Le relazioni scritte sulle prove di laboratorio consistono nel riportare, in un breve documento, i risultati sperimentali ottenuti confrontandoli ove possibile con le attese proposte dai modelli sviluppati durante le lezioni. Nella valutazione si terrà conto di: - Qualità delle misure ottenute e delle incertezze quotate - correttezza dei concetti esposti; - chiarezza e rigore espositivo; 2. Prova scritta di esonero o prova orale 25% L'esame orale consiste in un colloquio sui temi illustrati nel corso. Per superare l'esame lo studente deve essere in grado di presentare un argomento o analizzare un circuito tra quelli proposti durante il corso e di applicare i metodi appresi ad esempi e situazioni simili a quelle già discusse. Nella valutazione si terrà conto di: - correttezza dei concetti esposti; - chiarezza e rigore espositivo; - capacità di elaborare i concetti appresi nello sviluppo di progetti originali. 3. Prova pratica individuale 25% La prova pratica individuale consiste nel montaggio di un circuito e nell’esecuzione di alcune semplici misure. Lo studente presenterà’ alla fine della prova una breve relazione scritta. Nella valutazione si terrà conto di: - Qualità delle misure ottenute e delle incertezze quotate - correttezza dei concetti esposti; - chiarezza e rigore espositivo;

- P.Horowitz - W.Hill: The Art of Electronics - Cambridge University Press - Microelectronics (Second Edition) Arvin Grabel,Jacob Millman Published by Tata McGraw-Hill Education Pvt. Ltd., 2001

Il corso si svolge per circa i 2⁄3 con lezioni frontali integrate da proiezioni di slides ed esercitazioni in aula atte a fornire le conoscenze di base dell’elettronica analogica e digitale. Le 9 esperienze pratiche di laboratorio forniscono alcune capacità applicative necessarie nei laboratori di elettronica come l’utilizzo di alimentatori, generatori di segnali, componenti elettronici e strumenti di misura quali oscilloscopio e multimetro.

La prima parte del corso è dedicata a Circuiti analogici con transistors ed OpAmp [27 ore] La seconda parte è dedicata a circuiti digitali e microcontrollori Arduino [27 ore] Il corso prevede attività di laboratorio [36 ore]

a) E’ indispensabile conoscere le basi dell’elettromagnetismo classico acquisite nel biennio della laurea di primo livello. b) E’ importante avere conoscenze di base dei circuiti con componenti passivi (R, C, L) fornite dal corso di circuiti al secondo anno della laurea di primo livello c) E’ utile avere solide conoscenze sull’uso di oscilloscopio e multimetri e di teoria della misure e trattazione delle incertezze sperimentali.

Andrea Nigro: "Segnali e Sistemi: Elettronica per studenti di Fisica", Amazon

Il corso si svolge per circa i ⅔ con lezioni frontali integrate da proiezioni di slides ed esercitazioni in aula atte a fornire le conoscenze di base dell’elettronica analogica e digitale. Le 9 esperienze pratiche di laboratorio forniscono alcune capacità applicative necessarie nei laboratori di elettronica come l’utilizzo di alimentatori, generatori di segnali, componenti elettronici e strumenti di misura quali oscilloscopio e multimetro.

Esercitazioni di laboratorio.

Per superare l'esame occorre conseguire un voto non inferiore a 18/30 in tutti e tre i metri di giudizio E’ necessario dimostrare di aver acquisito una conoscenza sufficiente dei circuiti di base sia analogici che digitali, di essere in grado di progettare e montare semplici circuiti analogici e digitali e di conoscere le basi dell’utilizzo di oscilloscopio e multimetro. Per conseguire un punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve invece dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente degli argomenti trattati di elettronica analogica e digitale , di essere in grado di progettare circuiti che coinvolgono la combinazione delle due tipologie, di saper utilizzare i circuiti per risolvere problemi di automazione o controllo. Deve aver inoltre dimostrato di aver sviluppato un’eccellente padronanza della strumentazione di laboratorio. Nella valutazione dell'esame la determinazione del voto finale tiene conto dei seguenti elementi: 1. Relazioni scritte sulle prove di laboratorio 50% Le prove di laboratorio si svolgono in piccoli gruppi ed hanno lo scopo di eseguire montaggi e semplici misure su modelli di circuiti discussi a lezione. Le relazioni scritte sulle prove di laboratorio consistono nel riportare, in un breve documento, i risultati sperimentali ottenuti confrontandoli ove possibile con le attese proposte dai modelli sviluppati durante le lezioni. Nella valutazione si terrà conto di: - Qualità delle misure ottenute e delle incertezze quotate - correttezza dei concetti esposti; - chiarezza e rigore espositivo; 2. Prova scritta di esonero o prova orale 25% L'esame orale consiste in un colloquio sui temi illustrati nel corso. Per superare l'esame lo studente deve essere in grado di presentare un argomento o analizzare un circuito tra quelli proposti durante il corso e di applicare i metodi appresi ad esempi e situazioni simili a quelle già discusse. Nella valutazione si terrà conto di: - correttezza dei concetti esposti; - chiarezza e rigore espositivo; - capacità di elaborare i concetti appresi nello sviluppo di progetti originali. 3. Prova pratica individuale 25% La prova pratica individuale consiste nel montaggio di un circuito e nell’esecuzione di alcune semplici misure. Lo studente presenterà’ alla fine della prova una breve relazione scritta. Nella valutazione si terrà conto di: - Qualità delle misure ottenute e delle incertezze quotate - correttezza dei concetti esposti; - chiarezza e rigore espositivo;

- P.Horowitz - W.Hill: L'arte dell'elettronica - Zanichelli 2018 - Microelectronics (Second Edition) Arvin Grabel,Jacob Millman Published by Tata McGraw-Hill Education Pvt. Ltd., 2001

Il corso si svolge per circa i ⅔ con lezioni frontali integrate da proiezioni di slides ed esercitazioni in aula atte a fornire le conoscenze di base dell’elettronica analogica e digitale. Le 9 esperienze pratiche di laboratorio forniscono alcune capacità applicative necessarie nei laboratori di elettronica come l’utilizzo di alimentatori, generatori di segnali, componenti elettronici e strumenti di misura quali oscilloscopio e multimetro.

1. Analisi dei segnali: serie e trasformata di Fourier, trasformata di Laplace, filtri passivi, funzione di trasferimento, frequenza di taglio, diagramma di Bode, reti lineari, teoremi di Thevenin e Norton. [5 ore] 2. Semiconduttori: drogaggio, giunzione p-n, diodo a giunzione, circuito resistenza-diodo, retta di carico, transistor BJT, polarizzazione con alimentazione singola, caratteristiche del transistor, amplificatore ad emettitore comune, emitter follower, modelli per piccoli segnali; risposta in frequenza, teorema di Miller, amplificatore a due stadi, polarizzazione con doppia alimentazione. [11 ore] 3. Amplificatore Operazionale (OP-AMP): OP-AMP ideale, slew-rate, amplificatore invertente e non invertente, integratore e derivatore, amplificatore differenziale, sommatore analogico, filtri attivi. Cenni al rumore elettronico. [ 5 ore] 4. Elettronica digitale: algebra di Boole, circuiti logici, mappe di Karnaugh, famiglia TTL, circuiti combinatori, flip-flop, contatori, convertitori DAC, ADC. [5 ore] 5. Il microcontrollore Arduino: struttura e funzionamento del microcontrollore ATMEL, la scheda Arduino DUE e programmazione da PC. [2 ore] 6. DSP (elaborazione numerica dei segnali digitali): campionamento dei segnali, teorema di Nyquist-Shannon, aliasing, DFT (trasformata di Fourier discreta). [2 ore] 7. Il corso prevede attività di laboratorio [36 ore]

a) E’ indispensabile conoscere le basi dell’elettromagnetismo classico acquisite nel biennio della laurea di primo livello. b) E’ importante avere conoscenze di base dei circuiti con componenti passivi (R, C, L) fornite dal corso di circuiti al secondo anno della laurea di primo livello c) E’ utile avere solide conoscenze sull’uso di oscilloscopio e multimetri e di teoria della misure e trattazione delle incertezze sperimentali.

Testo 1 Prof A.Nigro: Segnali e Sistemi: Elettronica per studenti di Fisica; Dispense del Docente Per approfondimenti: - P.Horowitz - W.Hill: L'arte dell'elettronica - Zanichelli 2018 - Microelectronics (Second Edition) Arvin Grabel,Jacob Millman Published by Tata McGraw-Hill Education Pvt. Ltd., 2001

Il corso si svolge per circa i 2⁄3 con lezioni frontali integrate da proiezioni di slides ed esercitazioni in aula atte a fornire le conoscenze di base dell’elettronica analogica e digitale. Le 9 esperienze pratiche di laboratorio forniscono alcune capacità applicative necessarie nei laboratori di elettronica come l’utilizzo di alimentatori, generatori di segnali, componenti elettronici e strumenti di misura quali oscilloscopio e multimetro.

La frequenza alle nove sessioni di laboratorio e' obbligatoria.

Per superare l'esame occorre conseguire un voto non inferiore a 18/30 in tutti e tre i metri di giudizio E’ necessario dimostrare di aver acquisito una conoscenza sufficiente dei circuiti di base sia analogici che digitali, di essere in grado di progettare e montare semplici circuiti analogici e digitali e di conoscere le basi dell’utilizzo di oscilloscopio e multimetro. Per conseguire un punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve invece dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente degli argomenti trattati di elettronica analogica e digitale , di essere in grado di progettare circuiti che coinvolgono la combinazione delle due tipologie, di saper utilizzare i circuiti per risolvere problemi di automazione o controllo. Deve aver inoltre dimostrato di aver sviluppato un’eccellente padronanza della strumentazione di laboratorio. Nella valutazione dell'esame la determinazione del voto finale tiene conto dei seguenti elementi: 1. Relazioni scritte sulle prove di laboratorio 50% Le prove di laboratorio si svolgono in piccoli gruppi ed hanno lo scopo di eseguire montaggi e semplici misure su modelli di circuiti discussi a lezione. Le relazioni scritte sulle prove di laboratorio consistono nel riportare, in un breve documento, i risultati sperimentali ottenuti confrontandoli ove possibile con le attese proposte dai modelli sviluppati durante le lezioni. Nella valutazione si terrà conto di: - Qualità delle misure ottenute e delle incertezze quotate - correttezza dei concetti esposti; - chiarezza e rigore espositivo; 2. Prova scritta di esonero o prova orale 25% L'esame orale consiste in un colloquio sui temi illustrati nel corso. Per superare l'esame lo studente deve essere in grado di presentare un argomento o analizzare un circuito tra quelli proposti durante il corso e di applicare i metodi appresi ad esempi e situazioni simili a quelle già discusse. Nella valutazione si terrà conto di: - correttezza dei concetti esposti; - chiarezza e rigore espositivo; - capacità di elaborare i concetti appresi nello sviluppo di progetti originali. 3. Prova pratica individuale 25% La prova pratica individuale consiste nel montaggio di un circuito e nell’esecuzione di alcune semplici misure. Lo studente presenterà’ alla fine della prova una breve relazione scritta. Nella valutazione si terrà conto di: - Qualità delle misure ottenute e delle incertezze quotate - correttezza dei concetti esposti; - chiarezza e rigore espositivo;

Il corso si svolge per circa i 2⁄3 con lezioni frontali integrate da proiezioni di slides ed esercitazioni in aula atte a fornire le conoscenze di base dell’elettronica analogica e digitale. Le 9 esperienze pratiche di laboratorio forniscono alcune capacità applicative necessarie nei laboratori di elettronica come l’utilizzo di alimentatori, generatori di segnali, componenti elettronici e strumenti di misura quali oscilloscopio e multimetro.

La prima parte del corso è dedicata a Circuiti analogici con transistors ed OpAmp [27 ore] La seconda parte è dedicata a circuiti digitali e microcontrollori Arduino [27 ore] Il corso prevede attività di laboratorio [36 ore]

a) E’ indispensabile conoscere le basi dell’elettromagnetismo classico acquisite nel biennio della laurea di primo livello. b) E’ importante avere conoscenze di base dei circuiti con componenti passivi (R, C, L) fornite dal corso di circuiti al secondo anno della laurea di primo livello c) E’ utile avere solide conoscenze sull’uso di oscilloscopio e multimetri e di teoria della misure e trattazione delle incertezze sperimentali.

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Il corso si svolge per circa i ⅔ con lezioni frontali integrate da proiezioni di slides ed esercitazioni in aula atte a fornire le conoscenze di base dell’elettronica analogica e digitale. Le 9 esperienze pratiche di laboratorio forniscono alcune capacità applicative necessarie nei laboratori di elettronica come l’utilizzo di alimentatori, generatori di segnali, componenti elettronici e strumenti di misura quali oscilloscopio e multimetro.

Esercitazioni di laboratorio.

Per superare l'esame occorre conseguire un voto non inferiore a 18/30 in tutti e tre i metri di giudizio E’ necessario dimostrare di aver acquisito una conoscenza sufficiente dei circuiti di base sia analogici che digitali, di essere in grado di progettare e montare semplici circuiti analogici e digitali e di conoscere le basi dell’utilizzo di oscilloscopio e multimetro. Per conseguire un punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve invece dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente degli argomenti trattati di elettronica analogica e digitale , di essere in grado di progettare circuiti che coinvolgono la combinazione delle due tipologie, di saper utilizzare i circuiti per risolvere problemi di automazione o controllo. Deve aver inoltre dimostrato di aver sviluppato un’eccellente padronanza della strumentazione di laboratorio. Nella valutazione dell'esame la determinazione del voto finale tiene conto dei seguenti elementi: 1. Relazioni scritte sulle prove di laboratorio 50% Le prove di laboratorio si svolgono in piccoli gruppi ed hanno lo scopo di eseguire montaggi e semplici misure su modelli di circuiti discussi a lezione. Le relazioni scritte sulle prove di laboratorio consistono nel riportare, in un breve documento, i risultati sperimentali ottenuti confrontandoli ove possibile con le attese proposte dai modelli sviluppati durante le lezioni. Nella valutazione si terrà conto di: - Qualità delle misure ottenute e delle incertezze quotate - correttezza dei concetti esposti; - chiarezza e rigore espositivo; 2. Prova scritta di esonero o prova orale 25% L'esame orale consiste in un colloquio sui temi illustrati nel corso. Per superare l'esame lo studente deve essere in grado di presentare un argomento o analizzare un circuito tra quelli proposti durante il corso e di applicare i metodi appresi ad esempi e situazioni simili a quelle già discusse. Nella valutazione si terrà conto di: - correttezza dei concetti esposti; - chiarezza e rigore espositivo; - capacità di elaborare i concetti appresi nello sviluppo di progetti originali. 3. Prova pratica individuale 25% La prova pratica individuale consiste nel montaggio di un circuito e nell’esecuzione di alcune semplici misure. Lo studente presenterà’ alla fine della prova una breve relazione scritta. Nella valutazione si terrà conto di: - Qualità delle misure ottenute e delle incertezze quotate - correttezza dei concetti esposti; - chiarezza e rigore espositivo;

- P.Horowitz - W.Hill: L'arte dell'elettronica - Zanichelli 2018 - Microelectronics (Second Edition) Arvin Grabel,Jacob Millman Published by Tata McGraw-Hill Education Pvt. Ltd., 2001

Il corso si svolge per circa i ⅔ con lezioni frontali integrate da proiezioni di slides ed esercitazioni in aula atte a fornire le conoscenze di base dell’elettronica analogica e digitale. Le 9 esperienze pratiche di laboratorio forniscono alcune capacità applicative necessarie nei laboratori di elettronica come l’utilizzo di alimentatori, generatori di segnali, componenti elettronici e strumenti di misura quali oscilloscopio e multimetro.

1. Analisi dei segnali: serie e trasformata di Fourier, trasformata di Laplace, filtri passivi, diagramma di Bode, teoremi di Thevenin e Norton. 2. Semiconduttori: diodo a giunzione, transistor BJT, polarizzazione con alimentazione singola e doppia, caratteristiche del transistor, amplificatore ad emettitore comune, amplificatore a collettore comune, modelli a parametri ibridi; studio in frequenza, teorema di Miller, amplificatore a due stadi. 3. Amplificatore Operazionale (OP-AMP): amplificatore invertente e non invertente, integratore e derivatore, amplificatore differenziale, filtri attivi, rumore. 4. Elettronica digitale: algebra di Boole, circuiti logici, famiglia TTL, circuiti combinatori, flip-flop, convertitori DAC, ADC, contatori. 5. Il microcontrollore Arduino: struttura e funzionamento del microcontrollore ATMEL, la scheda Arduino DUE e programmazione da PC. 6. DFT (trasformata di Fourier discreta), aliasing, stima dello spettro del rumore.

Aver sostenuto gli esami di Elettromagnetismo e di Laboratorio di elettromagnetismo e circuiti

- Prof A.Nigro: Segnali e Sistemi: Elettronica per studenti di Fisica - P.Horowitz - W.Hill: L'arte dell'elettronica - Zanichelli 2018 - Microelectronics (Second Edition) Arvin Grabel,Jacob Millman Published by Tata McGraw-Hill Education Pvt. Ltd., 2001

Il corso si svolge per circa i ⅔ con lezioni frontali integrate da proiezioni di slides ed esercitazioni in aula atte a fornire le conoscenze di base dell’elettronica analogica e digitale. Le 9 esperienze pratiche di laboratorio forniscono alcune capacità applicative necessarie nei laboratori di elettronica come: l’utilizzo di alimentatori, generatori di segnali, componenti elettronici e strumenti di misura quali oscilloscopio e multimetro.

E' obbligatoria soltanto la frequenza alle esperienze di laboratorio.

Per superare l'esame occorre conseguire un voto non inferiore a 18/30 in tutti e tre i metri di giudizio E’ necessario dimostrare di aver acquisito una conoscenza sufficiente dei circuiti di base sia analogici che digitali, di essere in grado di progettare e montare semplici circuiti analogici e digitali e di conoscere le basi dell’utilizzo di oscilloscopio e multimetro. Per conseguire un punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve invece dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente degli argomenti trattati di elettronica analogica e digitale , di essere in grado di progettare circuiti che coinvolgono la combinazione delle due tipologie, di saper utilizzare i circuiti per risolvere problemi di automazione o controllo. Deve aver inoltre dimostrato di aver sviluppato un’eccellente padronanza della strumentazione di laboratorio. ITA: Nella valutazione dell'esame la determinazione del voto finale tiene conto dei seguenti elementi: 1. Relazioni scritte sulle prove di laboratorio 50% Le prove di laboratorio si svolgono in piccoli gruppi ed hanno lo scopo di eseguire montaggi e semplici misure su modelli di circuiti discussi a lezione. Le relazioni scritte sulle prove di laboratorio consistono nel riportare, in un breve documento, i risultati sperimentali ottenuti confrontandoli ove possibile con le attese proposte dai modelli sviluppati durante le lezioni. Nella valutazione si terrà conto di: - Qualità delle misure ottenute e delle incertezze quotate - correttezza dei concetti esposti; - chiarezza e rigore espositivo; 2. Prova scritta di esonero o prova orale 25% L'esame orale consiste in un colloquio sui temi illustrati nel corso. Per superare l'esame lo studente deve essere in grado di presentare un argomento o analizzare un circuito tra quelli proposti durante il corso e di applicare i metodi appresi ad esempi e situazioni simili a quelle già discusse. Nella valutazione si terrà conto di: - correttezza dei concetti esposti; - chiarezza e rigore espositivo; - capacità di elaborare i concetti appresi nello sviluppo di progetti originali. 3. Prova pratica individuale 25% La prova pratica individuale consiste nel montaggio di un circuito e nell’esecuzione di alcune semplici misure. Lo studente presenterà alla fine della prova una breve relazione scritta. Nella valutazione si terrà conto di: - Qualità delle misure ottenute e delle incertezze quotate - correttezza dei concetti esposti; - chiarezza e rigore espositivo;

Il corso si svolge per circa i ⅔ con lezioni frontali integrate da proiezioni di slides ed esercitazioni in aula atte a fornire le conoscenze di base dell’elettronica analogica e digitale. Le 9 esperienze pratiche di laboratorio forniscono alcune capacità applicative necessarie nei laboratori di elettronica come: l’utilizzo di alimentatori, generatori di segnali, componenti elettronici e strumenti di misura quali oscilloscopio e multimetro.