Bozza
di programma di ELETTRONICA 5L 2003-2004 15/9/03
Contenuti e check-up del ripasso personale
per il Nuovo Esame di Stato
-MODULO 1-
GENERAZIONE DI SEGNALI A SCATTO E SINUSOIDALI:
Multivibratori
astabili con OPAMP: forme d’onda, calcolo del periodo e progetto.
Multivibratori monostabili triggerabili e non, realizzati con OPAMP e integrati
specifici. Forme d’onda, calcolo del periodo e progetto.
Sapere bene
tutte le definizioni relative all'argomento. Saper disegnare senza incertezze
gli schemi, gli andamenti temporali e saper determinare i periodi di
funzionamento; saper modificare i circuiti per avere D.F. diversi da 50%.
Aver chiara la
struttura del monostabile integrato e delle varie possibilità di funzionamento.
Oscillatori
sinusoidali: principio di funzionamento. Oscillatori in bassa ed in alta
frequenza, schemi tipici a celle RC, a ponte di Wien, a tre punti di Colpitts e
Hartley. Controllo dell'ampiezza con JFET funzionante come VCR e con diodi in
antiparallelo. Stabilizzazione delle oscillazioni; quarzi piezoelettrici:
circuito equivalente, parametri dinamici.
Conoscere le
differenze tra le varie tipologie e saperne disegnare senza incertezze gli
schemi; saper determinare tramite l'applicazione della condizione di B., i vari
guadagni e le frequenze di oscillazione per tutti i tipi di oscillatori
elencati. Sapere spiegare le varie modalità di controllo automatico
dell'ampiezza; saper spiegare il significato di stabilizzazione in frequenza e
il suo criterio di valutazione. Saper spiegare come il quarzo operi sulla
stabilizzazione della frequenza e come si modellizza con il circuito
equivalente ed i parametri dinamici.
-MODULO 2-
CONDIZIONAMENTO DI TRASDUTTORI ED ACQUISIZIONE DATI:
Struttura
fondamentale di un sistema di acquisizione dati. Esempi di interfacciamento e
condizionamento di trasduttori: inserzione a ponte, caratteristiche ed impiego
del trasduttore di temperatura integrato AD 590. Cenni sul loop di corrente
4-20 mA: proprietà ed impieghi. Struttura e caratteristiche degli amplificatori
per strumentazione; INSTR. OPAMP a guadagno programmabile: struttura ed
impiego. Multiplazione di più segnali analogici: struttura di un AMUX
integrato.
Conoscere la
struttura di una catena di acquisizione e saperne individuare i vari blocchi
componenti e le relative funzioni; conoscere le differenti tipologie di
trasduttori e le loro modalità di condizionamento, sapendole progettare e schematizzare
senza incertezze. Conoscere le caratteristiche di impiego del trasduttore di
temperatura AD590 e saperne citare alcune applicazioni dai Data Sheets.
Conoscere le modalità di impiego e la struttura di semplici convertitori V/I e
I/V con OpAmp sapendola disegnare e studiare senza incertezze, ricavandone le
relative funzioni di trasferimento. Conoscere la struttura e le prerogative
(CMRR ecc.) sia di un generico amplificatore differenziale, studiandolo
mediante la separazione dei modi, che di un Instr. OpAmp, sapendone ricavare
analiticamente il guadagno. Conoscere la struttura di un GPA integrato e
saperla disegnare e descrivere. Conoscere la struttura di un AMUX integrato e
saperla disegnare e descrivere.
-MODULO 3-
CONVERSIONE A/D e D/A:
Acquisizione di
grandezze variabili nel tempo: quantizzazione, teorema del campionamento di
Shannon, dimostrazioni intuitive nel dominio della frequenza, aliasing. La
tecnica di Sampling & Holding: principio di funzionamento e parametri di un
circuito S&H, errori di piedistallo, feedthrough; struttura del S&H
commerciale integrato LF198.
Convertitori D/A:
architettura, principio di funzionamento ed inconvenienti di DAC a resistori
pesati e a ladder R-2R; ladder R-2R invertita. Parametri fondamentali di un DAC
integrato ed errori di non linearità, guadagno ed offset; non monotonicità. Data
sheets del DAC 0800 ed applicazioni tipiche.
Convertitori A/D:
architettura, principio di funzionamento ed inconvenienti di ADC parallelo
(flash) e ad approssimazioni successive. Parametri fondamentali di un ADC
integrato ed errori di non linearità, guadagno ed offset; missing codes.
Struttura e Data sheets dell'ADC 0816, applicazioni tipiche..
Conoscere e
saper spiegare senza incertezze il concetto di discretizzazione temporale e di
quantizzazione. Saper dimostrare in maniera intuitiva il T. di Shannon mediante
analisi degli spettri. Conoscere le differenti tipologie di circuiti S/H e
saperli analizzare per individuarne le caratteristiche di funzionamento;
conoscerne senza incertezze i parametri principali; saperne confrontare gli
schemi teorici con una realizzazione integrata, commentandone le differenze e
le analogie. Conoscere le differenti tipologie di DAC ed ADC e saperne
disegnare senza incertezze gli schemi, ricavandone le equazioni e spiegandone
pregi e difetti. Conoscerne i principali parametri ed errori. Saperne
confrontare gli schemi teorici con le relative realizzazioni integrate,
commentandone le differenze e le analogie. Sapere interpretare i Data Sheets
relativi e conoscere le applicazioni tipiche suggerite.
-MODULO 4-
CONVERSIONE V/F e F/V; FILTRI ATTIVI:
Conversione V/F e
F/V: generalità, architettura e principio di funzionamento. Applicazioni
tipiche: integrazione a lungo termine, conversione AD; Data sheets e
applicazioni del VFC integrato commerciale RC4151: single supply VFC (p.694),
precision current-sourced VFC (p.695).
Conoscere
finalità ed impieghi della VFC ed FVC e saperne disegnare senza incertezze gli
schemi teorici, analizzandoli anche dal punto funzionale; saperne confrontare
gli schemi teorici con la relativa realizzazione integrata, commentandone le
differenze e le analogie. Sapere interpretare il Data Sheet relativo al
componente e conoscere le applicazioni tipiche suggerite.
Filtri attivi:
concetti generali; curve di risposta ideali ed approssimate; filtri passa alto
e passa basso di ordine superiore al primo; frequenza naturale di oscillazione
e coefficiente di smorzamento. Approssimazioni e curve di risposta di
Butterworth, Chebyschev e Bessel ed impiego delle tabelle normalizzate nel
progetto. Filtri VCVS del primo e del secondo ordine P.B., P.A. e B.P.; filtri
di ordine superiore al secondo.
Conoscere le
funzioni di trasferimento e le curve di risposta per le diverse approssimazioni
ed i vari tipi di filtro. conoscere le differenze tra le varie tipologie;
saperne disegnare senza incertezze lo schema base e quelli specifici; saperli
studiare analiticamente; saperne progettare i componenti per le varie tipologie
e ordini usando le apposite tabelle dei coefficienti.
Scaffidi
Imola 15/9/2003