ELEMENTI DI ELETTRONICA

Obiettivi formativi del corso sono:

- saper rappresentare i segnali nel dominio del tempo e delle frequenze;

- la conoscenza dei metodi e dei teoremi utili alla risoluzione delle reti elettriche;

- saper definire le caratteristiche dei sistemi lineari tempo-invarianti nel dominio del tempo e delle frequenze;

- poter realizzare semplici 'oggetti interattivi' utilizzando una varietà di sensori, interruttori, luci e motori su una piattaforma open-source basata su un semplice microcontrollore.

È necessaria la conoscenza dell'elettromagnetismo classico. È necessario inoltre, saper adoperare le funzioni complesse.

Obbligatoria.

1. Segnali, sistemi, trasformate

1.1. Caratteristiche e classificazione dei segnali. Operazioni sui segnali. Convoluzione. Correlazione. Modulazione. Segnali fondamentali e derivati.

1.2. Equazioni differenziali lineari a coefficienti costanti

1.3. Trasformata di Steinmetz.

1.4. Trasformata di Laplace. Applicazioni ai segnali fondamentali e derivati. Operazioni sui segnali con la trasformata. Antitrasformata. Risoluzione delle equazioni differenziali con la trasformata. Poli e zeri. Sviluppo delle funzioni razionali fratte in funzioni parziali. Sistemi stabili e instabili.

1.5. Serie di Fourier trigonometrica ed esponenziale. Rappresentazioni di Bode e Nyquist.

1.6. Integrale di Fourier.

1.7. Trasformata di Fourier. Trasformata di Fourier della convoluzione. Teorema di Parseval. Funzione di autocorrelazione e Teorema di Wiener-Kintchine. Dallo spettro di un segnale impulsivo a quello del corrispondente periodico. Spettro di un segnale modulato in ampiezza.

1.8. Sistemi a dati campionati. Campionamento ideale istantaneo. Campionamento ideale con mantenimento.

2. Elementi di circuito e reti elettriche

2.1. Componenti elettrici ideali e reali. Bipoli attivi e passivi. Generatori di corrente e tensione. Generatori dipendenti ed indipendenti. Connessioni fra bipoli. Doppi Bipoli.

2.2. Reti elettriche. Teoremi di Thevenin, Miller, Millmann. Grafi. Leggi di Kirchhoff. Risoluzione delle reti elettriche con il metodo dei nodi e delle maglie.

2.3. Connessioni fra doppi bipoli e bipoli. Funzioni di rete. Potenza. Adattamento di impedenza.

2.4. Connessione fra doppi bipoli.

3. Trasmissione dei segnali nei sistemi lineari

3.1. Risposta impulsiva di un sistema lineare. Convoluzione e deconvoluzione. Funzione di trasmissione.

3.2. Diagrammi di Bode e Nyquist delle funzioni di trasmissione. Poli e zeri reali e complessi.

3.3. Studio di sistemi con un polo.

4. Componenti elettronici per la progettazione: sensori, led, motori, microcontrollori.

5. Sviluppo di semplici applicazioni su breadboard.

Alexander, Sadiku – Circuiti elettrici – Mc Graw Hill

Mason, Zimmermann – Electronic circuits, signals, and systems - Wiley

Prova scritta ed eventuale colloquio orale

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