ingegneria elettronica

L’insegnamento vuole sviluppare la capacità da parte dello/a studente/ssa di visualizzare un problema usando un approccio geometrico per la soluzione, e di comprendere argomenti logico deduttivi sottolineando il ruolo delle ipotesi, ad esempio, tramite la costruzione di esempi e controesempi. Lo/a studente/ssa acquisisce strumenti e tecniche che permettono di operare con enti geometrici (vettori nel piano e nello spazio, rette, piani, coniche e quadriche) e algebrici (sistemi di equazioni lineari, matrici, polinomi, autovalori, autovettori, spazi vettoriali e loro trasformazioni). Lo/a studentessa acquisisce inoltre la capacità di collegare aspetti geometrici ed algebrici dello stesso problema. Infine egli/ella acquisisce le competenze necessarie per trattare numericamente, anche mediante l’utilizzo di un calcolatore, tutte quelle situazioni in cui i metodi algebrici non sono applicabili con “carta e penna� (ad esempio, risoluzione di un sistema lineare con un numero elevato di incognite ed equazioni). In particolare, lo/a studente/ssa impara a identificare un ente geometrico/algebrico, a riconoscerne le proprietà teoriche e a individuare e applicare il metodo algebrico/numerico più opportuno per il suo trattamento. L’implementazione e l’applicazione dei metodi numerici viene effettuata tramite il software MATLAB, di cui verrà appresa la sintassi di base.

L’insegnamento di Algebra Lineare e Geometria ha due obiettivi principali. Il primo è presentare argomenti di base di algebra lineare e geometria analitica, usando la geometria come motivazione, educando lo studente a pensare in modo geometrico, e quindi sviluppare l'intuizione, e a seguire il ragionamento logico deduttivo utilizzando un linguaggio formale appropriato. Il secondo obiettivo è presentare agli studenti i concetti fondamentali di alcuni metodi numerici di base dell’algebra lineare e la loro implementazione in ambiente Matlab, software numerico ormai ampiamente diffuso nel campo dell’ingegneria. In questo modo si vuole mostrare come gli aspetti teorici, simbolici e numerici interagiscono tra loro.

• Vettori nel piano e nello spazio e loro operazioni. Prodotto scalare, prodotto vettoriale e prodotto misto. Rette e piani nello spazio. Proiezioni ortogonali. • Matrici e loro operazioni. Matrici fortemente ridotte per righe. Sistemi di equazioni in forma matriciale e loro risoluzione con applicazioni geometriche. Equazioni matriciali, calcolo dell’inversa di una matrice. Determinanti. • Spazi vettoriali: definizioni, esempi ed applicazioni. Sottospazi vettoriali. Operazioni notevoli fra sottospazi. • Combinazioni lineari e dipendenza lineare. Metodo degli scarti. Basi di uno spazio vettoriale. Dimensione di uno spazio vettoriale. Dimensione di un sottospazio vettoriale finitamente generato. • Lo spazio vettoriale dei polinomi. La formula di Grassmann. • Applicazioni lineari. Immagine di un’applicazione lineare. Applicazioni lineari iniettive e suriettive. Isomorfismi. • Matrice di un’applicazione lineare. Endomorfismi e matrici quadrate. • Autovalori e autovettori. Autospazi di endomorfismi e di matrici. Polinomio caratteristico e spettro di un endomorfismo. Diagonalizzazione di un endomorfismo. • Basi ortonormali, matrici ortogonali. Algoritmo di Gram-Schmidt. Diagonalizzazione di matrici simmetriche mediante matrici ortogonali. Forme quadratiche e carattere di definizione. • Problemi metrici : distanza punto-retta, punto-piano, retta-retta. • Geometria quadratica: coniche, sfere. Quadriche non-degeneri in forma canonica. Riconoscimento di una quadrica. • Aritmetica di macchina: numeri di macchina, operazioni di macchina, errore di arrotondamento. Condizionamento di un problema numerico. Stabilità di un algoritmo. • Sistemi lineari: condizionamento e metodi numerici diretti. Fattorizzazioni di matrici: PA=LU, Choleski, QR e loro principali applicazioni. • Autovalori di matrici: condizionamento e metodi numerici: potenze, potenze inverse, QR (cenni). Decomposizione ai valori singolari di matrici e sue principali applicazioni.

E' possibile sostenere l?esame in anticipo rispetto all?acquisizione della frequenza

Sul portale della didattica sarà disponibile il materiale didattico preparato dai docenti contenente anche esercizi svolti e proposti. Si fornisce una lista di testi di riferimento frequentemente utilizzati. M. Ferrarotti, M. Abrate “Lezioni di Algebra Lineare�, CELID, 2018. M. Ferrarotti, M. Abrate “Lezioni di Geometria�, CELID, 2018. L. Gatto, Lezioni di Algebra lineare e Geometria, CLUT, 2018. S. Greco, P. Valabrega, Lezioni di Geometria, Vol. 1 Algebra lineare, Vol. 2 Geometria Analitica, Ed. Levrotto e Bella, Torino 2009. G. Monegato, Metodi e algoritmi per il Calcolo Numerico, CLUT, 2008. A. Quarteroni, F. Saleri, P. Gervasio, Scientific Computing with MATLAB and OCTAVE, Springer, 2014. G. Strang, Algebra Lineare, Apogeo, 2008. G. Strang, Introduction to Linear Algebra, Wellesley-Cambridge Press, 2016. E. Carlini, LAG: the written exam v1 and v2, CLUT 2019. E. Carlini, 50 quiz di Geometria CELID 2011. G. Casnati, M.L. Spreafico, Allenamenti di Geometria, Ed. Esculapio, Bologna 2013. J. Cordovez, Chissà chi lo sa?, CLUT 2013. L. Scuderi, Laboratorio di Calcolo Numerico, CLUT, 2005.

Capacità di seguire una catena di ragionamenti logici; comprensione delle proprietà essenziali del calcolo differenziale e integrale per funzioni di una variabile. Acquisizione di una sufficiente manualità di calcolo.

L’insegnamento di Analisi Matematica I costituisce la cerniera tra la scuola media superiore e l’università . Lo scopo principale dell’insegnamento è di abituare gli studenti a seguire la concatenazione di semplici argomentazioni e di insegnare loro gli elementi fondamentali del calcolo differenziale e integrale per le funzioni di una variabile, con applicazioni alle equazioni differenziali ordinarie del primo e del secondo ordine.

Richiami: insiemi, operazioni sugli insiemi e simboli logici. Insiemi numerici, massimi e minimi, estremi. Proprietà di completezza dei numeri reali e sue conseguenze. Funzioni: iniettività e suriettività ; funzioni composte e inverse. Funzioni reali di variabile reale: funzioni elementari, monotonia e inverse delle funzioni elementari. (Circa 15 ore) Limiti e continuità : Limiti di funzioni e successioni; continuità . Teoremi sui limiti: unicità del limite, permanenza del segno e limitatezza locale, teoremi di confronto. Limiti di funzioni monotone. Algebra dei limiti. Forme indeterminate. Confronto locale di funzioni. Simboli di Landau. Infiniti e infinitesimi. Ordine di infinito e di infinitesimo, parte principale rispetto a un campione. Asintoti. Il numero e. Limiti notevoli trigonometrici ed esponenziali. Funzioni continue su un intervallo: esistenza degli zeri e dei massimi e minimi. (Circa 24 ore) Derivate: significato geometrico e fisico. Regole di derivazione. Derivate delle funzioni elementari. Derivate e continuità . Punti di non derivabilità , punti di estremo e punti critici. Teorema di Fermat. Funzioni derivabili su intervalli e teoremi fondamentali del calcolo differenziale (Rolle e Lagrange) e loro conseguenze. Regola di de L'Hôpital. Formula di Taylor e sviluppi di Maclaurin fondamentali. Uso degli sviluppi di Taylor nello studio del comportamento locale delle funzioni: confronto di funzioni, estremi, convessità . Applicazioni allo studio del grafico di funzioni. (Circa 23 ore) Primitive e regole di calcolo delle primitive; primitive di funzioni razionali. Integrale definito. Proprietà dell’integrale. Media integrale, teorema della media e Teorema Fondamentale del Calcolo Integrale. Relazione tra primitive e integrazione definita. Integrali impropri: definizioni e criteri di convergenza. (Circa 21 ore) Numeri complessi ed equazioni differenziali: forma algebrica, forma trigonometrica ed esponenziale dei numeri complessi. Parte reale, parte immaginaria, modulo e argomento. Radici dei numeri complessi. Teorema Fondamentale dell'Algebra. Esponenziale di un numero complesso e formule di Eulero. Equazioni differenziali: il problema di Cauchy. Equazioni differenziali del primo ordine, lineari e a variabili separabili. Equazioni differenziali lineari del secondo ordine a coefficienti costanti. (Circa 17 ore)

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I testi di seguito elencati sono da considerarsi indicativi. Maggiori dettagli verranno forniti dal docente in aula. C. Canuto, A. Tabacco. Analisi Matematica I. Pearson, 2021. S. Lancelotti. Lezioni di Analisi Matematica 1. Celid, 2013. F. Nicola. Analisi Matematica I. Appunti delle lezioni. CLUT, 2018.

Al termine dell’insegnamento lo studente - Sarà in grado di utilizzare un linguaggio tecnico-scientifico appropriato - conoscerà la struttura atomica e le configurazioni elettroniche, comprendendone il ruolo nella determinazione delle proprietà periodiche degli elementi. - Conoscerà le diverse tipologie di legame chimico, sapendone definire le caratteristiche principali (es. energia di legame, lunghezza di legame, ordine di legame). - Saprà ricavare formule di struttura di molecole e ioni. - Sarà in grado di interpretare e bilanciare le reazioni chimiche, comprendendo le relazioni ponderali tra reagenti e prodotti. - Conoscerà struttura e proprietà dei solidi (ionici, covalenti, metallici e molecolari), nonché le proprietà chimiche e fisiche di gas, liquidi e soluzioni. - Saprà interpretare gli aspetti termodinamici e cinetici delle reazioni chimiche - Saprà interpretare gli aspetti energetici relativi a sistemi chimici ed elettrochimici. - Saprà applicare le conoscenze acquisite alla risoluzione di esercizi di calcolo relativi alle leggi dei gas, alle proprietà colligative delle soluzioni, agli equilibri chimici, alla termochimica, al pH, alle celle galvaniche e ai processi elettrolitici.

L'insegnamento si propone di fornire le basi necessarie per l'interpretazione di fenomeni chimici, per la conoscenza della struttura e delle proprietà dei solidi cristallini e per la comprensione ed il calcolo dei fenomeni energetici relativi a sistemi chimici ed elettrochimici. L'insegnamento intende fornire allo studente una solida preparazione scientifica, volta alla conoscenza, alla comprensione e alla descrizione della struttura e delle proprietà della materia, contribuendo, contestualmente agli altri insegnamenti del primo anno, al consolidamento dei fondamenti culturali tecnico-scientifici propri di ogni ingegnere. L’insegnamento di Chimica costituisce pertanto uno strumento efficace per l’accrescimento sia della capacità di ragionamento critico che dell’uso appropriato del linguaggio scientifico.

ATOMO Costituzione del nucleo, struttura dell'atomo di idrogeno e modelli atomici di Bohr e quantistico-ondulatorio. Numeri quantici, principio di esclusione e regola di Hund Forma spaziale degli orbitali s,p,d CLASSIFICAZIONE DEGLI ELEMENTI E TAVOLA PERIODICA Configurazione elettronica degli elementi e periodicità nelle loro proprietà chimiche e fisiche Raggio atomico, energia di ionizzazione ed affinità elettronica. Suddivisione in metalli, nonmetalli e semimetalli. Generalità sui gruppi principali della tavola periodica e su alcuni metalli di transizione. LEGAME CHIMICO Il legame ionico, covalente, metallico. Legame semplice, doppio e triplo. Geometria molecolare, teoria dell'ibridazione e della risonanza. Cenni sulla teoria degli orbitali molecolari. INTERAZIONI INTERMOLECOLARI Interazioni di van der Waals e legame a idrogeno. NOMENCLATURA, FORMULE E STECHIOMETRIA Massa atomica e molecolare, mole, numero di Avogadro; definizioni ed unità di misura. Reazioni acido-base e formazione di sali. Stato di ossidazione e bilanciamento di reazioni redox. Relazioni ponderali in una reazione, reagente limitante. Reazioni di combustione. STATO GASSOSO Leggi dei gas ideali. Equazione di stato dei gas ideali. Distribuzione statistica delle energie (Boltzmann). Equazione di stato dei gas reali. STATO LIQUIDO Tensione di vapore di liquidi puri. Soluzioni e modi di esprimere la loro concentrazione. Dissociazione elettrolitica e grado di ionizzazione. Proprietà colligative di soluzioni elettrolitiche e non. Definizione di acido e base secondo Arrhenius, Brönsted e Lewis. Prodotto ionico dell'acqua. pH, pOH e idrolisi dei sali. STATO SOLIDO Cella elementare e struttura dei più semplici solidi cristallini. Reticoli cristallini. Classificazione dei solidi. EQUILIBRI TRA FASI Liquefazione dei gas. Diagramma di stato di sostanze pure (acqua e anidride carbonica). CINETICA CHIMICA E CATALISI Velocità e ordine di reazione. Equazione di Arrhenius. Energia di attivazione. Catalisi e catalizzatori. EQUILIBRIO CHIMICO Legge di azione di massa. Equilibri chimici omogenei ed eterogenei. Principio di le Chatelier ed influenza della temperatura sull'equilibrio. TERMODINAMICA CHIMICA Primo, secondo e terzo Principio. Entalpia di reazione e legge di Hess. Energia libera ed entropia in una reazione. Criterio di spontaneità . ELETTROCHIMICA Potenziale normale ed effettivo di un elettrodo. Celle elettrochimiche ed equazione di Nernst. Forza elettromotrice di una pila. Reattività di metalli con acidi ossidanti e non. Elettrolisi e leggi di Faraday. CHIMICA ORGANICA Nomenclatura e proprietà dei principali composti organici. I gruppi funzionali più comuni e le loro principali reazioni. Isomeria strutturale.

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I testi consigliati, scelti tra quelli elencati, saranno comunicati a lezione dal Docente titolare dell'insegnamento. ' P. Atkins, L. Jones, Principi di Chimica, Zanichelli ' Giannoccaro, Doronzo, Elementi di stechiometria, EdiSES ' Manfredotti-Lanfredi, Tiripicchio, Fondamenti di Chimica, Casa Editrice Ambrosiana ' R. Michelin A. Munari, Fondamenti di Chimica per l'ingegneria, Cedam ' Petrucci-Harwood, Chimica generale,Principi e moderne applicazioni,Piccin ' Schiavello, Palmisano, Fondamenti di Chimica, EdiSES ' M.S.Silberberg, Chimica, Mc Graw-Hill Materiale utile si trova anche sul sito della didattica online del Politecnico di Torino o nelle pagine web dei singoli corsi.

Conoscere e comprendere le leggi fondamentali che regolano i circuiti elettrici. Conoscere e saper applicare le tecniche d’analisi di circuiti in regime costante e transitorio. Saper analizzare circuiti elettrici, scegliendo in modo autonomo la tecnica d’analisi più conveniente. Essere in grado di usare, a livello elementare, un moderno programma d’analisi automatica di circuiti (Spice). Conoscere e sapere utilizzare i principali strumenti di laboratorio. Saper predisporre e utilizzare semplici banchi di misura, valutando l’incertezza delle misure acquisite, per l’analisi sperimentale di circuiti elettrici.

L'insegnamento si propone di esporre le leggi fondamentali che regolano il funzionamento dei circuiti elettrici a parametri concentrati e di fornire metodi sistematici che consentano di analizzarne il comportamento. Vengono studiati in questo insegnamento circuiti adinamici e circuiti dinamici del I ordine di complessità arbitraria ed i metodi principali per la loro analisi, sia analitica che automatica per mezzo del calcolatore. Esercitazioni in aula completano gli argomenti teorici trattati nelle lezioni. Viene inoltre fornita un’introduzione alla teoria della misura e ai principali strumenti di laboratorio, basi necessarie per condurre una serie di esperienze finalizzate alla verifica sperimentale dei risultati teorici esposti a lezione.

Parte I: Teoria dei circuiti (lezioni ed esercitazioni in aula: totale 60 ore) Introduzione al corso. Grandezze elettriche fondamentali: carica, corrente, tensione, potenza, energia. Convenzioni di segno. Leggi di Kirchhoff, teorema di Tellegen. Bipoli elementari: generatori di tensione e di corrente, resistori ideali. Soluzione diretta di circuiti mediante KCL/KVL. Circuiti a una maglia e a due nodi. Connessione di resistori in serie e in parallelo. Partitori di tensione e di corrente. Teorema di Millman. Equivalenze elementari. Trasformazioni triangolo-stella. Teoremi di sovrapposizione, sostituzione. Teoremi di Thevenin e di Norton. Analisi nodale pura, modificata e semplificata. Scrittura delle equazioni per via diretta, per ispezione e per stamping. Generatori dipendenti. Definizione e inclusione nel sistema di equazioni nodali. Soluzione di circuiti contenenti generatori dipendenti per ispezione. Applicazione dei teoremi di Thevenin e di Norton. Multipoli e multiporta adinamici. Trasformatore ideale. Amplificatore operazionale ideale. Elementi circuitali dinamici. Circuiti del I ordine. Formulazione e soluzione con generatori costanti a tratti per variabili di stato. Circuiti del I ordine con generatori costanti a tratti e interruttori ideali. Soluzione per variabili arbitrarie. Circuiti del I ordine con interruttori e generatori costanti a tratti, commutazioni multiple. Circuiti adinamici non lineari: diodi ideali. Soluzione di circuiti lineari a tratti. Soluzione numerica di circuiti adinamici con MATLAB e SPICE. Parte II: misure elettriche ed elettroniche (lezione ed esercitazioni in laboratorio: totale 20 ore) Introduzione alle misure e alle incertezze. Misure dirette e indirette. Modello deterministico, casi notevoli ed esempi numerici. Compatibilità della misura. Strumenti analogici e tester. Principi di funzionamento, incertezza negli strumenti analogici. Voltmetri, Amperometri e Ohmetri. Carico strumentale ed esempi Strumentazione digitale, multimetri. Caratteristiche principali. Multimetro HP34401, caratteristiche metrologiche e calcolo incertezze. Alimentatore stabilizzato. Massa, terra e riferimento. Laboratorio 1: Misura caratteristica bipolo resistivo con generatore tramite metodo volt-amperometrico. Verifica numerica dei teoremi di Thevenin e Norton e di sostituzione; Verifica dell'effetto di carico (resistenza equivalente voltmetro analogico) Laboratorio 2: Misure dirette ed indirette di tensione, corrente e resistenza con alimentatore, tester e multimetro digitale. Calcolo delle incertezze e verifica della compatibilità Laboratorio 3: Sperimentazione funzionamento oscilloscopio. Controlli di base; Misura di ampiezza, periodo, frequenza, duty cycle, valore medio. Laboratorio 4: Misura della costante di tempo di un circuito RC; Stima del valore della capacità ; Verifica della tensione come grandezza di stato e corrente in un resistore; Misura della caratteristica I-V del diodo 1N4148 tramite oscilloscopio in modalità XY.

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Testi di riferimento per il corso: R. Perfetti, Circuiti elettrici, Zanichelli, Bologna, 2003 (o edizioni seguenti) V. Daniele, A. Liberatore, R. Graglia, S. Manetti, Elettrotecnica, III edizione, Monduzzi Editore, Bologna, 2005. Ulteriori testi per approfondimenti: C.K. Alexander, M.N.O. Sadiku, Fundamentals of Electric Circuits (third edition), Mc Graw-Hill International Edition, 2008. Charles A. Desoer and Ernest S. Kuh, Basic circuit theory. McGraw- Hill, 1969 M. Biey, Esercitazioni di elettrotecnica, CLUT, Torino, 1988. M. Biey, Spice e PSpice: introduzione all'uso, CLUT, Torino, 2001. E’ disponibile un eserciziario sul sito web del corso, insieme ad esempi di scritti d’esame. L’eserciziario costituisce il materiale di riferimento per tutte le esercitazioni. Si prega di fare riferimento al sito web del corso per le versioni più aggiornate di tutti i documenti e per ogni comunicazione ufficiale. E' ulteriormente disponibile un servizio web denominato "autoCircuits" (www.autocircuits.org) che permette la generazione automatica di un numero illimitato di esercizi organizzati per capitolo e difficoltà , sempre diversi. Questo servizio è lo stesso utilizzato dai docenti per preparare i temi d'esame. Istruzioni sull'utilizzo di questo servizio sono fornite a lezione.

• Conoscenza e capacità di comprensione (acquisizione delle basi teoriche e sperimentali della meccanica e della termodinamica e comprensione critica delle loro leggi; avvio alla comprensione del metodo scientifico, della natura e delle modalità della ricerca in Fisica). - Applicazione pratica delle conoscenze acquisite (capacità di identificazione degli elementi essenziali di un fenomeno, in termini di ordine di grandezza e di livello di approssimazione necessario; capacità di applicazione delle leggi e delle teorie a situazioni concrete mediante la risoluzione di problemi). - Apprendimento delle nozioni propedeutiche agli insegnamenti comuni e di indirizzo dei Corsi di Laurea di riferimento.

L’obiettivo principale dell'Insegnamento di Fisica I è di fornire allo studente una solida preparazione scientifica di base volta alla conoscenza, alla comprensione e alla descrizione quantitativa delle leggi fondamentali della natura, per quanto principalmente attiene alla meccanica e alla termodinamica. A tale scopo, l'insegnamento mira a dotare gli studenti dei necessari strumenti culturali e metodologici.

INTRODUZIONE I ll metodo sperimentale e le grandezze fisiche. L’operazione di misurazione. Dimensioni delle osservabili fisiche e unità di misura. Tipi di incertezze sperimentali e propagazione delle incertezze. CINEMATICA del punto. Richiami di calcolo vettoriale. Sistemi di riferimento. Posizione e spostamento, velocità , accelerazione in una e più dimensioni. Moto uniforme. Moto uniformemente accelerato. Moto vario. Moto in coordinate polari e cilindriche. Coordinate intrinseche (accelerazione tangenziale e normale). Moto circolare ed altri esempi. Cinematica dei moti relativi: leggi di composizione delle velocità e delle accelerazioni. DINAMICA del punto. Leggi di Newton. Forza e massa. Sistemi di riferimento inerziali. Forze in natura. Forze centrali. Forza di gravità . Forza elastica. Forze vincolari. Attrito statico e dinamico. Attrito viscoso. Sistemi di riferimento non inerziali: forze d’inerzia o apparenti. Lavoro ed energia cinetica: definizione di lavoro, teorema dell’energia cinetica. Energia potenziale e conservazione dell’energia: campi conservativi di forze ed energia potenziale. Conservazione dell’energia meccanica. Esempi ed applicazioni. Oscillatore armonico: moto armonico semplice, cenni al moto armonico smorzato e forzato e al concetto di risonanza. Quantità di moto e momento angolare: quantità di moto e teorema dell’impulso. Momento della forza e momento angolare. Il teorema del momento angolare. Legge di gravitazione universale. Leggi di Keplero. Legge di gravitazione di Newton, massa inerziale e gravitazionale. Principio di sovrapposizione degli effetti. Campo gravitazionale generato da una massa. Linee di campo e flusso. Potenziale gravitazionale. Teorema di Gauss per il campo gravitazionale. Campo generato da una distribuzione di massa a simmetria sferica ed altri esempi. DINAMICA dei Sistemi di più particelle e URTI. Sistemi discreti e continui. Forze interne ed esterne. Centro di massa. Quantità di moto di un sistema di punti materiali. Teorema del centro di massa (I equazione cardinale della dinamica) e conservazione della quantità di moto. Momento angolare di un sistema: Teorema del momento angolare (II equazione cardinale della dinamica) e conservazione del momento angolare. Riferimento del centro di massa e teoremi di Koenig. Urti: quantità di moto ed energia cinetica negli urti. Urti elastici e anelastici di I e II specie. DINAMICA e STATICA del Corpo Rigido. Definizione di corpo rigido. Corpo rigido in pura traslazione. Corpo rigido in rotazione attorno a un asse fisso. Momento di inerzia. Teorema di Huygens-Steiner. Energia cinetica di un corpo rigido. Moto di rotolamento senza e con strisciamento. Leggi di conservazione per il moto di un corpo rigido. Condizioni di equilibrio di un corpo rigido. Esempi ed applicazioni. MECCANICA DEI FLUIDI. Pressione. Statica dei fluidi: legge di Stevino. Leggi di Pascal e di Archimede. Dinamica dei fluidi ideali: linee di flusso e tubo di flusso. Portata. Teorema di Bernoulli. Esempi ed applicazioni. Cenni sul moto viscoso. TERMODINAMICA: calorimetria, I principio e gas perfetti. Termometria, trasmissione del calore. Equilibrio termodinamico e variabili di stato. Trasformazioni termodinamiche: reversibili e irreversibili. Trasformazioni adiabatiche, isoterme, isobare e isocore. Primo principio della Termodinamica, energia interna. Calorimetria. Gas perfetti. Cenni alla teoria cinetica dei gas. Calore, lavoro ed energia interna. Applicazioni del I principio ai gas perfetti (relazione di Mayer, trasformazioni isoterme e adiabatiche). TERMODINAMICA: II principio ed entropia. Secondo principio della Termodinamica: enunciati di Kelvin e di Clausius. Macchine termiche e frigorifere. Rendimento ed efficienza. Ciclo di Carnot ed altri cicli. Teorema di Carnot. Temperatura termodinamica. Teorema di Clausius. Entropia.

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P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Fisica, vol. I, seconda edizione, EdiSes editore S. Focardi, I. Massa, A. Uguzzoni, M. Villa. Fisica generale - Meccanica e Termodinamica, seconda edizione, Casa Editrice Ambrosiana

Lo studente deve acquisire due tipologie fondamentali di conoscenze: (i) la capacità di risolvere problemi concreti mediante programmi da implementare in un linguaggio di programmazione ed eseguire su un calcolatore; (ii) la capacità di comprendere aspetti quantitativi dell’informatica quali prestazioni, capacità di calcolo, rappresentazione dell’informazione, e l’organizzazione degli elaboratori. Queste capacità vengono applicate alla soluzione di problemi di rilevanza pratica.

L’insegnamento, obbligatorio per tutti gli studenti, si propone un duplice obiettivo: da un lato, introdurre gli studenti alle problematiche legate all’informatica sia dal punto di vista “culturale� che da quello tecnologico. Dall’altro, insegnare l’uso di un linguaggio di programmazione per un elaboratore, quale strumento per la soluzione di problemi reali.

o Teoria [8 ore] + Rappresentazione dell’informazione + Architetture dei sistemi di elaborazione + Architettura software o Problem solving e algoritmi [12 ore] + diagrammi di flusso (flow chart), pseudo-codice per la risoluzione di problemi concreti complessi o Linguaggio Python (40 ore) + Tipi di dato primitivi + Variabili e costanti numeriche + Stringhe e metodi per stringhe + Input e Output di dati numerici e di stringhe + Operatori aritmetici elementari, potenze, funzioni matematiche + Variabili booleane e operatori + Costrutti di controllo di flusso (condizionali e iterativi) + Funzioni e passaggio di parametri + Liste, Insiemi, Dizionari + Strutture complesse (dizionari di insiemi e dizionari di liste) + Lettura e scrittura di file di testo + Gestione delle eccezioni

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• Dispense del corso a cura del docente - Concetti di informatica e fondamenti di Python (Seconda edizione), Cay Horstmann Rance D. Necaise, APOGEO, ISBN 9788891635433, http://www.apogeoeducation.com/concetti-di-informatica-e-fondamenti-di-python.html

Conoscenza della lingua inglese, attraverso l’acquisizione della certificazione IELTS 5.0, che sviluppa le quattro abilità Writing – Listening – Speaking - Reading.

Il Politecnico ha inserito la lingua inglese tra gli insegnamenti obbligatori dei corsi di laurea e richiede il superamento dell’esame IELTS con punteggio 5.0 o certificazione sostitutiva (https://didattica.polito.it/cla/it/certificazioni). A tal scopo il Centro Linguistico d’Ateneo offre una serie di percorsi didattici differenziati sulla base del livello di conoscenza iniziale sia in aula con i CEL sia in autoapprendimento.

Il risultato del test di livello attribuisce un percorso didattico: Beginner: Si consiglia di parlare con un esperto linguistico Elementary: Si consiglia di parlare con un esperto linguistico Pre-Intermediate: Lezioni in aula orientate al livello IELTS 5.0 Objective 5 (o video lezioni) Writing Tutorials Speaking Tutorials Reading Tutorials Listening Tutorials Grammar Tutorials Vocabulary Tutorials Speaking Fluency for IELTS 5.0 Intermediate: Corso IELTS Intensive – videolezioni Writing Tutorials Speaking Tutorials Reading Tutorials Listening Tutorials Grammar Tutorials Vocabulary Tutorials Speaking Fluency for IELTS 5.0 Le attività didattiche sono proposte ciclicamente in corso d’anno. I link di iscrizione sono presenti sul tab Lingue della pagina personale del Portale della Didattica quando il corso/attività è disponibile. Le videolezioni sono accessibili dalla sezione Materiale Propedeutico della pagina personale del Portale della Didattica.

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria;
Exam: Written test; Compulsory oral exam;
... Il Politecnico organizza una sessione IELTS al mese (escluso agosto). Per tutte le informazioni sulle sessioni IELTS per gli studenti del Politecnico: https://didattica.polito.it/cla/it/ielts

Beginner: Si consiglia di parlare con un esperto linguistico Elementary: Si consiglia di parlare con un esperto linguistico Pre-Intermediate: Complete IELTS Bands 4 – 5 (Student’s book with answers & CD ROM) Cambridge University Press ISBN 978 0 521 179560 Intermediate: IELTS Trainer Six Practice Tests with answers Cambridge University Press

Comprensione degli argomenti trattati e relativa abilità di calcolo. Capacità di riconoscere ed utilizzare adeguati strumenti matematici nelle discipline ingegneristiche.

Nell'ambito di questo insegnamento si completa la teoria delle funzioni di una variabile e si introducono gli argomenti di base dell’analisi delle funzioni di più variabili. Lo scopo è quello di contribuire alla conoscenza degli strumenti matematici di base che vengono utilizzati in fisica e in discipline ingegneristiche. Vengono sviluppati gli argomenti prima da un punto di vista teorico, poi con l'illustrazione di esempi e controesempi, ed infine con lo svolgimento di esercizi che permettono di familiarizzare con gli strumenti matematici e utilizzarli.

Trasformata di Laplace. (1cfu) Richiami sui vettori. Cenni di topologia di R^n. Funzioni di più variabili, campi vettoriali. Limiti e continuità . Derivate parziali e direzionali, matrice Jacobiana. Differenziabilità , gradiente e piano tangente al grafico. Derivate seconde, matrice Hessiana. Polinomio di Taylor. Punti critici, massimi e minimi liberi. (2cfu) Integrali doppi e tripli, baricentri. Lunghezza di una curva e area di una superficie cartesiana. Integrali curvilinei e di superficie (solo superfici cartesiane), circuitazione e flusso di un campo vettoriale. Campi conservativi. Teoremi di Green, della divergenza (Gauss) e del rotore (Stokes). (3cfu) Definizioni e criteri di convergenza per le serie numeriche. Serie di potenze. Serie di Fourier. (2cfu)

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Il testo consigliato è C. Canuto, A. Tabacco, "Analisi matematica 2", Pearson Ulteriore materiale sarà reso disponibile sul Portale della Didattica.

-Conoscenza dettagliata delle principali equazioni utilizzate per descrivere il comportamento dei materiali semiconduttori all'equilibrio e fuori equilibrio. -Capacità di applicare le opportune semplificazioni e approssimazioni alle equazioni dei semiconduttori nei casi di maggior interesse pratico. -Capacità ' di definire il diagramma a bande di una struttura a semiconduttore e di derivare dal diagramma a bande, in modo qualitativo, il comportamento elettrico della struttura sia all'equilibrio che fuori equilibrio. -Capacità di prevedere la distribuzione di carica nella giunzione p-n in presenza di profili di drogaggio sia uniformi sia variabili. -Capacità di correlare il comportamento fuori equilibrio di un diodo a giunzione con i principali meccanismi di trasporto di carica nella giunzione: polarizzazione diretta, inversa e rottura. -Capacità di costruire i modelli di ampio e piccolo segnale di un diodo a giunzione e di correlarli con il comportamento sperimentale -Conoscenza dei principi di base che descrivono l’interazione tra la luce e la giunzione a semiconduttore e delle loro possibili applicazioni (fotodiodo, cella fotovoltaica, LED) -Conoscenza dei principi di funzionamento dei transistori bipolari BJT e delle equazioni che ne determinano il comportamento statico e capacità di correlarle con le caratteristiche statiche. -Capacità di costruire i modelli di ampio e piccolo segnale di un BJT e di correlarli con il comportamento sperimentale. -Conoscenza dei principi di funzionamento dei transistori ad effetto di campo FET. -Conoscenza dettagliata dei sistemi MOS in termini di distribuzione di carica nelle diverse regioni di funzionamento: svuotamento, debole inversione, forte inversione e accumulo -Conoscenza del comportamento statico di MOSFET a canale lungo e dei principali effetti che si presentano con lunghezze di canale ridotte. -Capacità di costruire i modelli di ampio e piccolo segnale di un MOSFET e di correlarli con il comportamento sperimentale. -Conoscenza dei dispositivi a gate flottante utilizzati nelle memorie non volatili.

La duttilità dei dispositivi elettronici a semiconduttore ne ha garantito un utilizzo pervasivo in moltissimi campi di utilizzo. Le proprietà elettroniche dei dispositivi possono essere adattate allo specifico campo di applicazione facendo ricorso sia alle proprietà dei materiali semiconduttori, sia alla struttura tecnologica dei singoli dispositivi. Diventa quindi indispensabile saper correlare le proprietà elettroniche dei principali materiali con i meccanismi di funzionamento dei dispositivi. In questo scenario l’insegnamento di Dispositivi Elettronici fornirà gli strumenti che permetteranno agli studenti di comprendere le relazioni esistenti tra modelli fisici a livello microscopico ed i modelli elettrici a livello circuitale delle strutture a semiconduttore maggiormente utilizzate in ambito ingegneristico. L’insegnamento cercherà quindi di fornire un ampio insieme di competenze teoriche utilizzate nelle esercitazioni in aula per garantirne una corretta percezione quantitativa, e nei laboratori per permettere una corretta interpretazione dei risultati ottenuti tramite simulazioni sia a livello fisico sia elettrico dei principali dispositivi a semiconduttore. L'insegnamento è obbligatorio per gli studenti dei Corsi di Laurea in Ingegneria Elettronica e in Ingegneria Fisica e costituisce il primo elemento della catena che a partire dalle conoscenze di fisica dello stato solido, conduce lo studente a comprendere strutture circuitali complesse in ambito sia analogico sia digitale. In particolare le competenze acquisite nell'insegnamento di Dispositivi Elettronici saranno direttamente applicate, a livello sia teorico sia sperimentale, nell'insegnamento di Circuiti Elettronici.

Argomenti trattati nelle lezioni: -Diagrammi a bande di semiconduttori drogati e calcolo delle concentrazioni dei portatori -Equazioni di Shockley -Fenomeni di conduzione nei semiconduttori: trascinamento e diffusione -Modello matematico dei semiconduttori -Applicazione del modello matematico ad alcuni casi significativi di semiconduttori fuori equilibrio -Giunzione p-n all'equilibrio: diagramma a bande e studio elettrostatico -Effetto della tensione applicata sulla giunzione p-n: variazione della carica di svuotamento e capacità di svuotamento -Metodo di misura del potenziale di contatto nelle giunzioni basato sulla caratterizzazione capacità /tensione -Quasi livelli di Fermi e legge della giunzione -Correnti nella giunzione e valutazione del modello statico -Distribuzione delle correnti in polarizzazione diretta e inversa -Effetto delle resistenze serie sulle caratteristiche statiche -Concetto di tensione di accensione del diodo -Meccanismi di rottura elettrica della giunzione -Modello a controllo di carica e capacità di diffusione -Derivazione del modello di ampio segnale e di piccolo segnale del diodo a giunzione -Principi di base che descrivono l’interazione tra la luce e la giunzione a semiconduttore e delle loro possibili applicazioni (fotodiodo, cella fotovoltaica, LED) -Meccanismi di funzionamento del transistore bipolare BJT -Correnti e parametri caratteristici del BJT in regione attiva diretta -Calcolo delle concentrazioni dei portatori nelle regioni di emettitore base e collettore -Derivazione delle equazioni di Ebers Moll e modello statico -BJT nelle regioni attiva inversa, saturazione ed interdizione -Caratteristiche statiche e modello di piccolo segnale del BJT -Sistemi MOS: diagramma a bande all'equilibrio e valutazione degli effetti della tensione applicata -Fenomeno dell'inversione di popolazione -Derivazione della carica totale nel semiconduttore al variare della tensione applicata -Sistemi MOS in forte inversione e calcolo della tensione di soglia -Sistemi CMOS: il transistore MOSFET a canale n e a canale p -Analisi a canale graduale del MOSFET -Modello statico del MOSFET a canale lungo in regione quadratica e di saturazione -Effetto di substrato -Modello di ampio e piccolo segnale del MOSFET -Effetti di canale corto nei MOSFET -Dispositivi a gate flottante e loro applicazioni nelle memorie non volatili. - Laboratori di simulazione delle principali strutture a semiconduttore mediante simulatori fisici (analisi a livello microscopico del funzionamento del dispositivo) e simulatori circuitali (semplici esempi di applicazione dei dispositivi)

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria;
Exam: Written test; Compulsory oral exam;
... L’esame è volto ad accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel Programma dell’insegnamento e la capacità di applicare tali conoscenze alla soluzione di esercizi. L'esame consta di una prova scritta, della durata di 2 ore, e di una prova orale obbligatoria, alla quale si accede con voto dello scritto maggiore o uguale a 18/30. Durante la prova scritta è consentito l'uso del formulario fornito dai docenti e stampato a cura dello studente. Il voto finale viene determinato tenendo conto della prova scritta, della prova orale, e, se il risultato è sufficiente, delle relazioni di laboratorio (che hanno carattere volontario). Il voto combinato di scritto e orale ha un valore massimo pari a 30/30 e lode. -Prova scritta (peso 0.5): è costituita da due esercizi di valore indicativamente equivalente, uno più orientato all'applicazione quantitativa delle equazioni studiate e rese disponibili allo studente tramite un 'formulario', il secondo più orientato a mettere in luce le capacità di analisi acquisite dallo studente; -Prova orale (peso 0.5): per accedere all’orale i candidati devono riportare una votazione dello scritto maggiore o uguale a 18/30. L’orale è rivolto ad accertare una adeguata conoscenza della teoria discussa nell'insegnamento e potrà includere la discussione dello scritto. Gli argomenti di teoria oggetto della prova orale sono elencati nel Programma dell’insegnamento. Le competenze acquisite durante i laboratori di simulazione faranno parte della prova orale. Di norma la parte orale dell’esame va sostenuta nell’appello in cui si è superato lo scritto. -Relazioni di laboratorio: Le attività di laboratorio vengono valutate sulla base delle relazioni individuali, che devono essere consegnate entro la data del primo appello d'esame. La valutazione delle relazioni contribuirà con un punteggio additivo (in trentesimi) compreso tra -2 e +2. Tale punteggio viene sommato al valore ottenuto con la prova scritta e orale come precedentemente descritto.

I testi, scelti tra quelli elencati, saranno comunicati a lezione dal docente titolare dell'insegnamento' Le lezioni e le esercitazioni faranno ricorso alla lavagna connessa al sistema di videoproiezione in modo che tutto il materiale prodotto in aula possa essere trasformato in file pdf e reso disponibile sul portale della didattica. I libri di testo consigliati sono: F. Bonani, G. Piccinini Electronic Devices, CLUT 2019 S. M. Sze, Dispositivi a semiconduttore, Hoepli, 1991 G. Masera, C. Naldi, G. Piccinini, Introduzione all'analisi dei dispositivi a semiconduttore, Ed. Hoepli, 1995. G. Ghione Dispositivi per la Microelettronica McGraw-Hill 1998

-Conoscenza delle principali proprietà elettroniche dei solidi, con particolare attenzione ai semiconduttori -Conoscenza delle proprietà dei semiconduttori in equilibrio -Conoscenza dei principali parametri di trasporto di elettroni e lacune in un semiconduttore -Capacità di valutare le concentrazioni di carica libera in un semiconduttore in equilibrio e fuori equilibrio -Conoscenza dettagliata delle principali equazioni utilizzate per decrivere il comportamento dei materiali semiconduttori all'equilibrio e fuori equilibrio. -Capacità nell'applicare le opportune semplificazioni e approssimazioni alle equazioni dei semiconduttori nei casi di maggior interesse pratico. -Capacità di definire il diagramma a bande di una struttura a semiconduttore e di derivarne in modo qualitativo il comportamento elettrico sia all'equilibrio che fuori equilibrio. -Capacità di prevedere la distribuzione di carica nella giunzione metallo-semiconduttore. -Capacità di prevedere il comportamento elettrico (rettificante o ohmico) di una giunzione metallo-semiconduttore in base ai materiali utilizzati per la sua realizzazione. -Capacità di prevedere la distribuzione di carica nella giunzione p-n con profili di drogaggio sia uniformi sia variabili. -Capacità di correlare il comportamento fuori equilibrio di un diodo a giunzione con i principali meccanismi di trasporto di carica nella giunzione: polarizzazione diretta, inversa e rottura. -Capacità di costruire i modelli di ampio e piccolo segnale di un diodo a giunzione e di correlarli con il comportamento sperimentale -Conoscenza dei principi di funzionamento dei transistori bipolari BJT e delle equazioni che ne determinano il comportamento statico e capacità di correlarle con le caratteristiche statiche. -Capacità di costruire i modelli di ampio e piccolo segnale di un BJT e di correlarli con il comportamento sperimentale. -Conoscenza dei principi di funzionamento dei transistori a effetto di campo FET. -Conoscenza dettagliata dei sistemi MOS in termini di distribuzione di carica nelle diverse regioni di funzionamento: svuotamento, debole e forte inversione e accumulo -Conoscenza del comportamento statico di MOSFET a canale lungo e dei principali effetti che si presentano con lunghezze di canale ridotte. -Capacità di costruire i modelli di ampio e piccolo segnale di un MOSFET e di correlarli con il comportamento sperimentale. -Conoscenza dei dispositivi a gate flottante utilizzati nelle memorie non volatili -Conoscenza dei principali processi tecnologici per i semiconduttori -Abilità di valutare dai parametri di processo i profili di drogaggio e gli spessori degli strati nei processi per semiconduttori -Abilità di padroneggiare le principali problematiche legate allo scalamento dei dispositivi a semiconduttore

Il corso e' tenuto in lingua Inglese.. L'insegnamento è obbligatorio per gli studenti dei Corsi di Laurea in Ingegneria Elettronica e in Ingegneria Fisica e costituisce il primo elemento della catena che dalle conoscenze di fisica dello stato solido, condurrà lo studente a comprendere strutture circuitali complesse in ambito analogico e digitale. In particolare le competenze acquisite nell'insegnamento di Dispositivi Elettronici saranno direttamente applicate sia a livello teorico sia sperimentale nel corso di Circuiti Elettronici.

-Introduzione alla fisica dei semiconduttori [2 cfu]: Solidi: comportamento elettronico, struttura a bande; Semiconduttori: elettroni e lacune, densità degli stati e statistica; Semiconduttori in equilibrio; Semiconduttori fuori equilibrio: trasporto e generazione-ricombinazione (GR); Trasporto nei semiconduttori: fenomeni di urto, mobilità , velocità di saturazione; Trasporto nei semiconduttori: diffusione, diffusività , relazione di Einstein; GR: diretta e assistita da trappole. Approssimazione di tempo di vita; Diagrammi a bande semiconduttori drogati e calcolo delle concentrazioni dei portatori. -Semiconduttori e giunzioni [2 cfu]: Equazioni di Schockley; Fenomeni di conduzione nei semiconduttori: trascinamento e diffusione; Modello matematico dei semiconduttori; Applicazione del modello matematico ad alcuni casi significativi di semiconduttori fuori equilibrio; Giunzione metallo-semiconduttore all’equilibrio: diagramma a bande e studio elettrostatico; Effetto della tensione applicata sulla giunzione metallo-semiconduttore: comportamento ohmico o rettificante, variazione della carica di svuotamento e Capacità di svuotamento; Giunzione p-n all'equilibrio: diagramma a bande e studio elettrostatico; Effetto della tensione applicata sulla giunzione p-n: variazione della carica di svuotamento e Capacità di svuotamento; Metodo di misura del potenziale di contatto nelle giunzioni basato su 1/C^2; Quasi livelli di Fermi e legge della giunzione; Correnti nella giunzione e valutazione del modello statico; Distribuzione delle correnti in polarizzazione diretta e inversa; Effetto delle resistenze serie sulle caratteristiche statiche; Tensione di accensione del diodo; Meccanismi di rottura della giunzione; Modello a controllo di carica e Capacità di diffusione; Derivazione del modello di ampio segnale e di piccolo segnale del diodo a giunzione. -Transistore bibpolare [2 cfu]: Generalità sui transistori; Meccanismi di funzionamento del transistore bipolare BJT; Correnti e parametri caratteristici del BJT in regione attiva diretta; Calcolo delle concentrazioni dei portatori nelle regioni di emettitore, base e collettore; Derivazione delle equazioni di Ebers Moll e modello statico; BJT nelle regioni attiva inversa, saturazioned interdizione; Caratteristiche statiche e modello di piccolo segnale del BJT. -Transistori MOS a effetto di campo [2 cfu]: Sistemi MOS: diagramma a bande all'equilibrio e valutazione degli effetti della tensione applicata; Fenomeno dell'inversione di popolazione; Derivazione della carica totale nel semiconduttore al variare delle tensione applicata; Sistemi MOS in forte inversione e calcolo della tensione di soglia; Sistemi CMOS: il transistore MOSFET a canale n e a canale p; Analisi a canale graduale del MOSFET; Modello statico del MOSFET a canale lungo in regione quadratica e di saturazione; Effetto di substrato; Modello di ampio e piccolo segnale del MOSFET; Effetti di canale corto nei MOSFET. -Introduzione alla tecnologia dei semiconduttori [2 cfu]: Principi di tecnologia dei semiconduttori: crescita del cristallo, epitassia, processi di drogaggio, crescita di film e ossidazione, deposizione di strati metallici, attacco chimico; fotolitografia, circuiti integrati bipolari, circuiti integrati a MOS; Evoluzione della tecnologia dei semiconduttori: scalamento e legge di Moore; cenni ai semiconduttori composti.

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria; Elaborato progettuale in gruppo;
Exam: Written test; Compulsory oral exam; Group project;
... L’esame consiste in una parte teorica e di una parte relativa agli esercizi numerici. La parte teorica consiste in un insieme di domande scritte di teoria (selezionate da un insieme di domande rese disponibili sul sito web del corso) seguita da una prova orale, e pesa 18/30. Gli esercizi numerici (analoghi a quelli svolti nelle esercitazioni numeriche in aula) sono svolti in forma scritta e pesano 12/30; nell’ambito della prova orale possono essere discussi. La prova orale è svolta di norma nello stesso giorno della prova scritta o in giorni immediatamente seguenti.

Le lezioni faranno ricorso alla lavagna connessa al sistema di videoproiezione, tutto il materiale prodotto messo a disposizione sul portale della didattica. Gli esercizi sono discussi e risolti in aula. Si forniranno esercizi a casa per l’autovalutazione e la preparazione dell’esame finale. I libri di testo consigliati sono: Ben Streetman, Sanjay Banerjee, Solid State Electronic Devices (6th Edition), Prentice Hall G. Ghione, Dispositivi per la microelettronica, McGraw 1998

• Conoscenza della magnetostatica. - Capacita di applicare la magnetostatica a problemi semplici. - Conoscenza dei principi base dei campi elettrici e magnetici dipendenti dal tempo. - Conoscenza delle equazioni di Maxwell. - Capacita di applicare le equazioni di Maxwell per risolvere problemi elettromagnetici elementari. - Conoscenza dell'ottica ondulatoria come conseguenza delle equazioni di Maxwell. - Conoscenza delle leggi dell'ottica ondulatoria e delle proprietà delle onde elettromagnetiche. - Capacita di applicare le leggi dell'ottica ondulatoria e geometrica in problemi base e in strumenti ottici semplici. - Conoscenza preliminare delle leggi e dei principi della meccanica quantistica. - Capacita di risolvere problemi elementari di meccanica quantistica. - Conoscenza delle statistiche quantistiche. - Capacita di usare le statistiche quantistiche nella descrizione delle proprietà della materia condensata. Lo studente deve apprendere la teoria discussa a lezione sopra dettagliata, ed essere in grado di applicarla al fine dello svolgimento di esercizi.

Questo insegnamento, collocato nel I semestre del secondo anno, intende fornire le basi teoriche da utilizzare nei corsi per gli Ingegneri Elettronici dei semestri successivi. E' quindi un corso centrale per la futura formazione dell'ingegnere elettronico. Il corso e suddiviso in due parti: nella prima (Modulo Elettromagnetismo Classico) sono trattati argomenti fondamentali quali l'elettromagnetismo classico e le equazioni di Maxwell, l'ottica fisica e ondulatoria. Nella seconda parte (Modulo Introduzione alla Meccanica Quantistica e alla Struttura della Materia) verra sviluppata la fisica quantistica necessaria per la descrizione delle proprieta elettroniche della materia, con particolare riguardo alla classificazione dei materiali dielettrici/semiconduttori e metallici.

• Richiami di elettrostatica: forza elettrica, campo e potenziale elettrico; campi magnetostatici e loro generazione; corrente elettrica e legge di Ohm; forze magnetiche su correnti elettriche; leggi di Ampere-Laplace e Biot-Savart; polarizzazione elettrica della materia; campo magnetico nella materia (diamagnetismo, paramagnetismo e ferromagnetismo); campi elettrici e magnetici dipendenti dal tempo; induzione elettromagnetica ( 3,5 CFU) - Equazioni di Maxwell e propagazione di campi elettromagnetici; ottica geometrica ed ondulatoria (interferenza e diffrazione) (1,5 CFU) - Transizione dalle fisica classica alla fisica quantistica; equazione di Schrodinger; misura di una grandezza fisica; principio di indeterminazione; problemi quantistici unidimensionali; equazione di Schrodinger per una schiera infinita di buche di potenziale; elettroni nei solidi cristallini; distribuzione di Bose-Einstein e Fermi-Dirac. (2 CFU) - Proprieta elettriche di semiconduttori e metalli (trattazione quantistica) (1 CFU)

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa;
Exam: Written test; Optional oral exam;
... L'esame finale comprende uno scritto (obbligatorio) e un orale (facoltativo). Lo scritto si divide in due parti (moduli): i) modulo di elettromagnetismo classico con quesiti a risposta multipla di teoria (voto massimo conseguibile: 15/30) e due problemi simbolici e/o numerici (voto massimo conseguibile: 15/30), ii) modulo di meccanica quantistica con un problema simbolico e/o numerico (voto massimo conseguibile: 10/30) e due domande di teoria a risposta aperta (voto massimo conseguibile: 20/30). Il voto massimo conseguibile per ognuno dei due moduli è 30/30. Il voto finale dello scritto è ottenuto pesando il voto del primo modulo con il voto del secondo modulo secondo la seguente formula: ‘voto in trentesimi finale’=’voto in trentesimi primo modulo’ * 5/8 + ’voto in trentesimi secondo modulo’ * 3/8 L'orale (facoltativo), dedicato solo a coloro che hanno conseguito la sufficienza allo scritto di entrambi i moduli, ha una durata di 20-30 min, e riguarda tutti gli argomenti trattati nelle lezioni inerenti alla seconda parte del corso (Introduzione alla Meccanica Quantistica). Il voto finale è una media pesata della valutazione di scritto (che verte su tutto il programma) e orale (che verte solo sulla parte di Meccanica Quantistica). La valutazione massima è 30/30 con possibilità di lode.

Modulo Elettromagnetismo Classico: - "Elementi di FISICA Elettromagnetismo e onde" P. MAZZOLDI, M. NIGRO e C. VOCI -II Edizione (ED. EDISES) - Dispense a cura di F. Giorgis Modulo Introduzione alla Meccanica Quantistica e alla Struttura della Materia: - Dispense a cura di F. Giorgis and S. Ferrero

Le studentesse e gli studenti acquisiranno concetti e strumenti matematici di base che permetteranno loro di risolvere problemi di varia natura, dall'analisi dei segnali allo studio dei fenomeni aleatori. Grazie alla teoria delle funzioni di variabile complessa essi disporranno di strumenti avanzati per analizzare fenomeni singolari e calcolare integrali. Mediante la teoria delle distribuzioni si impadroniranno di un linguaggio generale e flessibile per trattare segnali di qualunque natura (impulsivi, discontinui, ...), studiare la convoluzione, i sistemi LTI e la trasformata di Fourier. Quest'ultima fornirà loro lo strumento per eccellenza per trattare in modo duale segnali in tempo e in frequenza. Inoltre, le studentesse e gli studenti apprenderanno gli strumenti probabilistici necessari per affrontare problemi dominati dall'incertezza tipici dell'analisi di fenomeni non deterministici. Questi strumenti permetteranno loro di effettuare previsioni sull'andamento di segnali e fenomeni casuali.

L'insegnamento si propone di completare la formazione matematica di base delle studentesse e degli studenti fornendo elementi della teoria delle funzioni di variabile complessa, delle distribuzioni, della convoluzione e dei sistemi lineari tempo-invarianti (LTI), della trasformata di Fourier e della probabilità discreta e continua. Questi argomenti rivestono un ruolo centrale nelle applicazioni ingegneristiche. L'insegnamento sarà corredato da esempi tratti da problemi di Signal Processing, che offriranno spunti per ulteriori approfondimenti.

Analisi Matematica (5 CFU) ================ 1. Funzioni di variabile complessa: derivabilità , condizioni di Cauchy-Riemann, integrali su curve. Formule integrali di Cauchy, sviluppi in serie di Laurent. Teorema dei residui, calcolo dei residui e calcolo di integrali con il metodo dei residui. (1.8 CFU) 2. Teoria delle distribuzioni: definizioni e operazioni fondamentali, delta di Dirac, convoluzione di segnali, sistemi LTI e risposta all'impulso, relazione ingresso-uscita per sistemi LTI. (1.6 CFU) 3. Trasformata di Fourier di segnali e distribuzioni: definizioni, contenuto in frequenza di un segnale, proprietà , antitrasformate, formula di inversione, dualità tempo-frequenza, trasformate notevoli, applicazione ai sistemi LTI, funzione di trasferimento. (1.6 CFU) Calcolo delle probabilità (3 CFU) ==================== 1. Elementi di calcolo combinatorio, misure di probabilità e relative proprietà elementari. Probabilità condizionata e indipendenza. (1 CFU) 2. Variabili casuali discrete e assolutamente continue. Alcuni esempi notevoli. Valori attesi. (1.3 CFU) 3. Distribuzioni congiunte. Indipendenza e correlazione. (0.7 CFU) Applicazioni Ingegneristiche ed esercitazioni (2 CFU) ====================================

Modalita di esame: Prova orale facoltativa; Prova scritta in aula tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;
Exam: Optional oral exam; Computer-based written test in class using POLITO platform;
... La durata dell'esame è di 2 ore. Durante la prova è possibile utilizzare i formulari predisposti dai docenti e disponibili sul Portale della Didattica, una penna e alcuni fogli bianchi. È consentito l'uso della calcolatrice. La prova è costituita di due parti: 1) 10 quiz a risposta multipla, di cui 6 di Analisi Matematica e 4 di Calcolo delle Probabilità ; 2) 2 esercizi, di cui 1 di Analisi Matematica e 1 di Calcolo delle Probabilità (ciascuno composto da più domande). Per ogni quiz sono contemplate quattro possibili risposte, una sola delle quali è corretta. Ogni quiz è valutato 1 punto se corretto e 0 punti altrimenti, per un punteggio massimo della parte di quiz pari a 10 punti. L'obiettivo dei quiz a risposta multipla è verificare l'apprendimento dei concetti di base di tutti i moduli in cui è articolato l'insegnamento. Il punteggio massimo dell'esercizio di Analisi Matematica è 13 punti, quello dell'esercizio di Calcolo delle Probabilità è 9 punti. Lo scopo degli esercizi è verificare la conoscenza e la capacità di trattare problemi di analisi complessa, distribuzioni, convoluzione e sistemi LTI, trasformata di Fourier, probabilità , variabili aleatorie e valori attesi. La prova d'esame si considera superata se il punteggio ottenuto è maggiore o uguale a 18/30, con almeno 6/30 acquisiti nella parte di Analisi Matematica e almeno 4/30 acquisiti nella parte di Calcolo delle Probabilità . Se il punteggio totale è non superiore a 30 esso rappresenta il voto finale espresso in trentesimi. Se il punteggio finale è invece 31 o 32, il voto finale è 30 o 30 e lode rispettivamente. I docenti, a propria discrezione, hanno la facoltà di richiedere una prova orale nel caso in cui ritengano opportuno un supplemento di verifica del grado di preparazione della studentessa/dello studente. Le studentesse e gli studenti possono a propria volta chiedere di sostenere una prova orale, ma solo se hanno superato la prova scritta. La prova orale consiste in domande che possono includere sia la dimostrazione di teoremi sia l'applicazione di tecniche risolutive sviluppate durante le lezioni e le esercitazioni. Se richiesta, la prova orale concorre a determinare il voto finale dell'esame insieme con quella scritta. In particolare, essa può comportare sia l'innalzamento sia l'abbassamento del voto conseguito allo scritto senza limiti predefiniti.

Benché l'insegnamento non segua un testo specifico, alcuni riferimenti bibliografici di possibile consultazione sono: - M. Codegone, L. Lussardi. Metodi matematici per l'ingegneria (seconda edizione), Zanichelli, 2021 - S. Ross. Calcolo delle probabilità , Apogeo, 2013. Saranno inoltre resi disponibili le dispense e gli appunti in presa diretta delle lezioni tramite il Portale della Didattica.

Become familiar with analog electronics and electrical aspects of digital electronics. Design small analog systems from specifications. Design simple power supplies for electronic circuits. Design a digital circuit and the interface between it and a load. Understand the classic data acquisition systems and know how to design then from specifications.

This course is taught in English. The aim of the module is to learn to analyze and design circuits that are the base of today's electronic analog and digital systems. Building on the foundations provided by previous courses of electrical engineering, electronic devices and circuits, the operational amplifiers are first introduced and used in linear and nonlinear applications. The second topic covers linear and switching power supplies. Then we study the basic modes of operation of switching transistors and use them to analyze the structure of logic gates. The analysis of data acquisition systems completes the module.

Operational amplifiers (4 CFU) - structure of operational amplifiers with BJT and MOS: current mirror, differential stage, power stage. Power amplifiers with discrete components - Parasitic parameters of operational amplifiers, frequency response, stability - Linear circuits: amplifier, adder, instrumentation amplifier - Active filters: first order, second order, higher order; switched capacitor filter - Non-linear circuits: logarithmic amplifier, ideal diode - Threshold comparators, waveform generators, VCO - Sinusoidal oscillators: the Wien bridge, phase shift oscillator, three-point ' Power supplies (1,5 CFU) - Traditional structure with dissipative controller - Switching regulator Logic gates and switching circuits (2 CFU) - Bipolar and MOS switching transistors, switches, transmission gates, CMOS gates - Static and dynamic parameters of logic families, open drain and tri-state outputs, Schmitt trigger inputs - Interfacing with loads and optical isolation - And-Or-Invert ports, dynamic logic - Basic sequential circuits (latches, flip-flops, counter); dynamic behavior Data Acquisition Systems (1 CFU) - Elements of sampling theory, quantization; D / A converter (potentiometric, weighted resistors, R-2R ladder); A / D converter (flash, successive approximation, tracking); Sample & Hold (integrating)

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa; Elaborato progettuale in gruppo;
Exam: Written test; Optional oral exam; Group project;
... The examination consists in a written exercise (time available: 30') which followed by an oral test (two questions). The written exercise is corrected at the beginning of the oral test. No textbooks or notes are allowed during the written exam. The mark obtained in the written exercise and oral test accounts for 80% of the final examination mark. The remaining 20% derives from the average of the evaluations of the reports of experimental exercises. This average is calculated on the best six reports of each student. If the student has made less than six reports, the missing reports are mediated by the value 0 / 30.

Several lecture notes in Italian covering almost the entire contents of the module are available on the official Politecnico website, where it is also possible to download the specs of the experimental exercises. For further details and discussions the recommended text is: Sedra / Smith, "Microelectronic Circuits", 5th ed. Oxford University Press. ISBN 0-19-514252-7

L'insegnamento ha come obiettivo l'apprendimento degli aspetti fondamentali della propagazione ondosa in strutture guidanti e in spazio libero. Per quanto riguarda la progagazione guidata, scopo dell'insegnamento è di fornire le capacità per: - calcolare la risposta di una linea di trasmissione nel dominio del tempo ad un impulso di tensione o corrente - analizzare circuiti a parametri distribuiti nel dominio della frequenza - caratterizzare la propagazione in una guida d'onda rettangolare (modo fondamentale, progetto di una guida monomodale) - caratterizzare un generico dispositivo a microonde mediante la matrice di diffusione Per quanto riguarda la propagazione libera, scopo dell'insegnamento è di fornire le capacità per: - descrivere matematicamente il campo elettromagnetico e la sua polarizzazione in termini di onde piane nel vuoto e in mezzi materiali - correlare i parametri di propagazione dell'onda ai parametri costitutivi del mezzo - caratterizzare la riflessione e trasmissione di onde piane incidenti su una interfaccia piana per incidenza normale ed obliqua - distinguere le condizioni di radiazione in campo vicino e campo lontano - calcolare il campo elettromagnetico irradiato da una antenna a dipolo - caratterizzare una generica antenna in termini di diagramma di radiazione, direttività e resistenza di radiazione - utilizzare la formula di trasmissione di Friis nel caso di un collegamento ideale tra due antenne - calcolare il diagramma di radiazione di una schiera lineare di antenne

Il trasporto dell'informazione, in qualunque sistema di telecomunicazioni, elettronico o fotonico, avviene tramite la propagazione di onde elettromagnetiche il cui studio metodologico costituisce un punto fondamentale di tutti i curricula in ingegneria elettronica. In questo insegnamento verrano introdotti gli aspetti fondamentali della propagazione dei campi elettromagnetici armonici. Per facilitare l'apprendimento verrà prima introdotto lo studio della propagazione su linee a due conduttori (linee di tramissione) a cui seguirà l'analisi delle guide d'onda metalliche e dei principali componenti passivi a radiofrequenza. Infine verrà affrontato lo studio, più oneroso dal punto di vista matematico, della propagazione in spazio libero e delle antenne. Verranno anche utilizzati software commerciali a microonde e strumenti di misura quale l'analizzatore di reti.

Introduzione (0.5 CFU) Onde e loro caratteristiche. Spettro elettromagnetico. Fasori (0.5 CFU) Linee di trasmissione (1.5 CFU): Modello a parametri concentrati. Equazioni delle linee e loro soluzione. Linee di trasmissione nel dominio del tempo e cenni all'integrità di segnale (Laboratorio 1). Linee nel dominio della frequenza. Carta di Smith. Adattamento di impedenza. Linee con perdite. Matrice di diffusione ( 0.5 CFU): Definizione dei parametri di diffusione e loro applicazioni (Laboratorio 2). Guide d'onda metalliche (1 CFU): Introduzione e concetti fondamentali. Soluzione generale per modi TEM, TE e TM. Linea modale e parametri della linea modale. Guida d'onda rettangolare: modo fondamentale, topografia di campo, adattatori di uniformità . Equazioni di Maxwell e polarizzazione (1 CFU): Equazioni di Maxwell nel dominio del tempo e della frequenza. Definizione e studio della polarizzazione. Propagazione delle onde piane nel vuoto e nei mezzi materiali (1 CFU): Equazione d'onda nel vuoto e soluzione. Onde piane in mezzi senza perdite. Onde piane in mezzi con perdite. Riflessione piana: coefficienti di riflessione di Fresnel. Antenne ed equazione della trasmissione (1 CFU): Cenni alla irradiazione in spazio libero. Condizioni di campo lontano. Diagramma di irradiazione. Parametri di antenna in trasmissione e in ricezione. Irradiazione da un dipolo elementare. Esempi di antenne (dipoli, paraboloide, antenne in microstriscia). Equazione della trasmissione. (Laboratori 3 e 4). Schiere di antenne (1 CFU): Schiere lineari. Definizione del fattore di schiera. Schiere broaside ed endfire. Analisi di schiede di dipoli elementari. Introduzione alla compatibilità elettromagnetica (0.8 CFU).

E' possibile sostenere l?esame in anticipo rispetto all?acquisizione della frequenza

F.T. Ulaby, U. Ravaioli, Fondamenti di campi elettromagnetici, Pearson, 8a ed., gennaio 2021. D. Pozar, Microwave Engineering, Addison Wesley, 3rd edition, 2005. Per la parte di esercitazione: P. Savi, Microwave and antennas, CLUT, 2019. Sul portale della didattica saranno disponibili le informazioni e gli avvisi riguardanti gli aspetti organizzativi dell'insegnamento, le slides utilizzate a lezione ed un formulario che potrà essere utilizzato durante l'esame orale. In generale ogni testo di Onde e Campi Elettromagnetici può essere utilizzato come supporto alla preparazione del corso. Si consiglia la consultazione di più testi, anche in lingua inglese, oltre a quelli consigliati. Ad esempio: David Cheng, Fields and waves electromagnetics, 2nd edition, Pearson Education Limited, 2013. David J.Griffith, Introduction to Electrodinamics, 4th edition, Cambridge University Press, 2023. A. Zangwill, Modern Electrodynamics, Cambridge University Press, 2013.

• Conoscenza del concetto di sistema dinamico delle sue principali rappresentazioni matematiche (equazioni di ingresso-stato-uscita, funzione di trasferimento). - Capacità di creare modelli matematici di sistemi dinamici lineari a tempo continuo e a tempo discreto. - Valutare il comportamento di un sistema dinamico mediante simulazione numerica. - Conoscenza del concetto di equilibrio di sistemi nonlineari e linearizzazione di sistemi tempo invarianti. - Capacità di calcolare l’evoluzione dello stato e della risposta di sistemi lineari tempo invarianti (LTI). - Conoscenza delle proprietà strutturali (stabilità , raggiungibilità , osservabilità ) dei sistemi LTI. - Capacità di studiarne le proprietà strutturali di stabilità , controllabilità e osservabilità . - Conoscenza del concetto di controllo in retroazione di un sistema dinamico. - Conoscenza dei principali indici di prestazione (specifiche) dei sistemi di controllo retroazionati. - Conoscenza delle principali tecniche di analisi nel dominio della frequenza per lo studio della stabilità e delle prestazioni di sistemi retroazionati. - Capacità di analizzare le proprietà di stabilità e le prestazioni dei sistemi di controllo retroazionati. - Conoscenza delle tecniche di sintesi per tentativi nel dominio della frequenza di controllori. - Capacità di progettare sistemi di controllo in retroazione per sistemi ad un ingresso e un’uscita tramite funzioni attenuatrici ed anticipatrici. - Valutare il comportamento e le prestazioni dei sistemi controllati mediante simulazione numerica.

L'obiettivo dell'insegnamento è quello di fornire allo studente metodologie e strumenti per l'analisi di sistemi dinamici ed il progetto di dispositivi di controllo (analogici e digitali).

Argomenti trattati nell'insegnamento: - Introduzione allo studio dei sistemi dinamici. Modellistica e rappresentazione in variabili di stato di sistemi dinamici elettrici, meccanici ed elettromeccanici, a tempo continuo (TC) e a tempo discreto (TD) (10.5 ore); - Equilibri di sistemi nonlineari TC e TD e linearizzazione (3 ore); - Definizione di stabilità dell’equilibrio, riconduzione dell'equilibrio all'origine (10 ore); - Calcolo dell’evoluzione dello stato e della risposta, analisi modale e stabilità di sistemi LTI (6 ore); - Proprietà di raggiungibilità e osservabilità . Stabilizzazione tramite retroazione degli stati e retroazione degli stati osservati. Regolatore lineare quadratico LQR (12 ore); - Analisi della risposta al gradino di sistemi dinamici lineari del primo e del secondo ordine. Calcolo della risposta in regime permanente di sistemi dinamici lineari (6 ore) - Introduzione al controllo in retroazione dall’uscita. Algebra dei blocchi (3 ore); - Diagrammi di Bode, polari, di Nyquist e criterio di stabilità di Nyquist. Margini di stabilità (10.5 ore); - Risposta in regime permanente ad ingressi polinomiali; errori di inseguimento in regime permanente e reiezione dei disturbi. Risposta nel tempo e in frequenza di sistemi del primo e del secondo ordine. Prestazioni di un sistema di controllo: specifiche statiche e dinamiche (9 ore); - Progetto del controllore per sistemi a tempo continuo con tecniche di compensazione in frequenza; reti di compensazione anticipatrici ed attenuatrici (10 ore).

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova pratica di laboratorio;
Exam: Written test; Practical lab skills test;
... Prova scritta a risposta aperta o chiusa in LAIB tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam e il software MATLAB. L’esame avrà una durata di 90 minuti e consisterà in una prova scritta composta da: • n. 8 domande aperte e chiuse di carattere teorico-pratico, di cui: • n. 6 domande chiuse di carattere applicativo (esercizi). • n. 1 domanda chiusa di carattere teorico. • n. 1 domanda aperta di carattere teorico. • n. 1 esercizio di progetto. A. Per le domande chiuse teorico-pratiche, i punteggi saranno assegnati come di seguito: • risposta corretta: +3 punti; • risposta non data: 0 punti; • risposta errata: -0.45 punti. B. Per la domanda aperta di carattere teorico, il punteggio massimo è pari a 5 punti (no penalità ). C. Per il progetto, il punteggio massimo raggiungibile è pari a +7 punti (no penalità ). E' prevista una soglia minima sia sulla parte teorico-pratica (per poter superare l'esame il punteggio di A+B deve essere non inferiore a 14 punti su 26) sia sulla parte di progetto (per poter superare l'esame il punteggio di C deve essere non inferiore a 2 punti su 7). Il voto finale è ottenuto sommando i punteggi delle tre parti. Il voto minimo per superare l'esame è 18. In caso di raggiungimento del punteggio totale massimo sia per le domande (+26 punti) che per l’esercizio di progetto (+7 punti), è possibile ottenere 33 punti. La lode è assegnata se il punteggio non è inferiore a 32. All'esame sarà possibile utilizzare un formulario (ogni studente potrà realizzare il suo personale) realizzato su un foglio A4 (fronte-retro), oltre a materiale di supporto (abaco per reti integro-derivative e tabella trasformate di Laplace) che verrà reso disponibile sul portale della didattica dai docenti e potrà essere utilizzato durante lo svolgimento dell'esame.

Per la preparazione dell'insegnamento, si è fatto riferimento principalmente ai testi seguenti: - G. Calafiore, Elementi di Automatica, CLUT, Torino, 2004. - G. Calafiore, Appunti di controlli automatici, CLUT, Torino, 2006. - P. Bolzern, R. Scattolini, N. Schiavoni, Fondamenti di Controlli Automatici, 5a edizione, McGraw-Hill, Milano, 2025. Sono suggeriti come manuali aggiuntivi, i seguenti testi: (a) S. Chiaverini, F. Caccavale, L. Villani, L. Sciavicco, Fondamenti di sistemi dinamici, McGraw-Hill, Milano, 2003; (c) A. Isidori, Sistemi di Controllo, 2a edizione, vol. primo, Siderea, Roma, 1992; (d) R. C. Dorf, R. H. Bishop, Modern Control Systems, Pearson Education,2011. Verrà fornito come materiale di supporto le slide che verranno utilizzate durante l'insegnamento per la trattazione teorica e i testi delle esercitazioni. Tutto il materiale didattico sarà scaricabile attraverso il portale della didattica.

-Knowledge of basic combinatorial circuits and their synthesis tools; - Knowledge of sequential circuits and their synthesis tools; -Knowledge and ability in the use of a Hardware Description Language such as VHDL: description and syntesis of digital blocks. -Knowledge of complex programming digital circuits (FPGAs); -Knowledge of memory structures and architectures, and their use in processing systems. - Basic knowledge of microcontrollers architectures and applications.

The course is optional in the BS-level programme in Electronic And Communications Engineering and is offered in the second period of the third year. It deals with the basics of Digital Electronics, covering all different aspects of digital design. The most important design methodologies related to basic digital circuits up to complex processing systems are shown and applied. The knowledges and the abilities developed in this module are necessary for the more advanced courses on digital systems.

• Combinatorial circuits: synthesis techinques for basic and arithmetic circuits (1 CFU) - Sequential circuits: elementary FSMs and complex control architectures (ASM charts) (2 CFU) - Hardware Description Languages (VHDL): statements, data structures and coding techniques for hardware description and modelling (2 CFU); - Memories: circuits, architectures and applications (1 CFU); - Microcontrollers: internal architecture, programming model and use; peripheral units (2 CFU);

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria; Elaborato progettuale in gruppo;
Exam: Written test; Compulsory oral exam; Group project;
... The written test includes three open answer questions and one design problem. The available time is 2 hours. The questions cover all course topics and they intend to verify the acquired knowledge and capabilities. The design problem requires to understand the initial specifications, to develop a detailed datapath architecture, to properly model the control unit, and to describe one or multiple elements by means of VHDL. No books and notes are admitted. Normally, the same weight is given to each question. However, the weight of questions that achieved a very low average mark may be slightly reduced. A mark at least equal to 18/30 is required to pass to the oral exam, which concerns both the subjects already covered in the written test and the discussion of the submitted projects. Normally, two questions are asked and one of them is about laboratory projects. The evaluation of laboratory projects is based on: - completeness, - adopted methodology - obtained results. The final grade is a weighted average of the written and oral exams (weighted 0.8) and lab reports (weighted 0.2).

The learning material used for the lessons is made available through the course website. This includes notes provided by the professor, datasheets of electronic components, free ebooks and past written tests. Reference books: "Fundamentals of Digital Logic with VHDL Design (Third Edition)" di Stephen Brown e Zvonko Vranesic , Mc Graw Hill.

Ability to understand the phenomena associated with dynamic electromagnetic fields, and in particular with time-harmonic fields, for the most relevant applications of information engineering: electronic components and subsystems for RF, microwave and millimeter waves, and wireless propagation at-large. Ability to apply analytical methods to analysis and the simple designs to the above-mentioned applications of the electromagnetic fields.

The course in taught in English. The transport of information, in any electronic or photonic system, always occurs through the propagation of electromagnetic waves. These phenomena are completely described by Maxwell's equations, whose methodological study constitutes a fundamental point of all the curriculum in electronic and telecommunications engineering. In addition to the classic applications in the field of radio frequency, microwave, millimeter-wave and optic communications, the continuous growth of electronic technology makes it necessary to consider properly the electromagnetic phenomena in the design of almost all the electronic components and subsystems.

• Transmission lines and distributed parameter components (3 CFU): line equations and their solution; Smith chart; impedance matching; scattering parameters and scattering matrix; transmission line transients. • Maxwell equations (1 CFU). • Electromagnetic wave propagation in homogeneous media: plane waves (1 CFU). • Electromagnetic wave propagation in metallic waveguides (2 CFU): propagation modes and their properties; rectangular waveguide; circular waveguide and coaxial cable; simple discontinuities and their use; losses; excitation terms. • Electromagnetic wave radiation and antennas (3 CFU): radiation in free-space; antenna characteristic parameters, radio-link budget; introduction to antennas; dipoles; aperture antennas; arrays (basics).

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa;
Exam: Written test; Optional oral exam;
... The exam consists of a mandatory 3 problem-solving written test (time available: 2h) with maximum score equal to 27/30 during which it is strictly avoided to bring developed exercises, notes or textbooks. To reach the maximum score it is possible to hold an oral exam. In addition a bonus of up to 2 points can be obtained by completing and turning in the homeworks which will be weekly assisgned during the course.

D. Pozar, Microwave Engineering, Addison Wesley, 1990. Material on selected parts of the course available on the web portal. Also available on the web portal: information on course, course handouts, assigned problems.

Knowledge of uncertainty evaluation techniques, and ability to apply in them in basic measurement situations. Knowledge of the principle of operation of the most common laboratory instruments, and knowledge of the trade-offs required in an instrument design. Ability to employ the studied laboratory instrumentation in common electronic measurements.

This course has two main objectives. The first is to present a sound theory of uncertainty, according to current accepted international standards and practices, introducing also several advanced tools. The second is to introduce a number of fundamental instruments that are part of a typical electronic laboratory, describing their principle of operation, important specifications, sources of uncertainty and applications.

Uncertainty, a probabilistic approach: Introduction to the probabilistic approach, type B evaluation of the uncertainty, type A evaluation of uncertainty, propagation of uncertainty; 2 labs on the evaluation of the uncertainty (1.5 ECTS: 0.6 ECTS lectures, 0.3 ECTS exercises, 0.6 ECTS lab). Frequency synthesis and waveform generation: Properties of signal sources, oscillators, direct analogue synthesizers, indirect analogue synthesizers (phase-lock loops), direct digital synthesizers; 2 labs on PLLs and frequency counters (1.5 ECTS: 0.6 ECTS lectures, 0.3 ECTS exercises, 0.6 ECTS lab). Basic frequency counters: Time interval counter, frequency counter, period counter, reciprocal counter. High frequency counters: Prescaler, heterodyne converter, transfer oscillator (0.9 ECTS: 0.75 ECTS lectures, 0.15 ECTS exercises) . Spectrum analysers: Bank-of-filter analyser, swept-spectrum analyser, FFT analyser, hybrid analysers; 3 labs on spectrum analyzers (1.5 ECTS: 0.6 ECTS lectures, 0.9 ECTS labs). Digital multimeters: block diagram, integrating analog-to-digital converters (dual-slope and multi-slope) , resistance measurements, RMS-to-DC converters (thermal and analogue) (1.5 ECTS: 1.2 ECTS lectures, 0.3 ECTS exercises). Logic analyzers: principle and modes of operation; lab on logic analyzers (0.6 ECTS: 0.3 ECTS lectures, 0.3 ECTS lab). Introduction to reliability: terms and definitions, models of failure rates, reliability analysis for electronic components (0.5 ECTS).

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria;
Exam: Written test; Compulsory oral exam;
... The exam consists in a written test followed by an oral examination. The written test (2h30min) is composed of two problems (15 points each) in which students have to analyse or design a measurement set-up, evaluating uncertainties and discussing sources of errors. The written test is open books and students can use a scientific calculator. The minimum pass grade for the written test is 18/30. The oral examination (30-45 min) consists of two open questions about the operation of devices and instruments described in the course and their uncertainties: the student is expected to present the most significant aspects of the topic in a coherent and autonomous way. The grades of the two parts are averaged to yield the final grade. Students can optionally and individually deliver either a presentation (with slides) on one of the laboratory sessions of their choice or discuss a research paper (no slides, but the student can use their own notes on the paper). These optional activities (20-30 min) can grant up to 4 points to be added to the final grade.

Slide handouts on selected topics, exercises, homework assignments and laboratory manuals are available for download from the course website. There is no single reference textbook, but excerpts from the following additional texts are used as reference for specific topics: JCGM 100:2008, Evaluation of Measurement Data – Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement. E. Rubiola, Phase Noise and Frequency Stability in Oscillators, Cambridge University Press, 2010. A. Chenakin, Frequency Synthesizers, Artech House Inc., 2011. P. Symons, Digital Waveform Generation, Cambridge University Press, 2014. M. Engelson, Modern Spectrum Analyzer: Theory and Applications, Artech House Inc., 1984 R. A. Witte, Spectrum and Network Measurements, SciTech Publishing Inc., 2014. L. Callegaro, Electrical Impedance: Principles, Measurement and Applications, CRC Press: Taylor and Francis, 2013.

Al termine dell'insegnamento gli studenti avranno acquisito familiarità con l'elettronica analogica e con gli aspetti elettrici dell'elettronica digitale. Saranno in grado di: - analizzare e interpretare il funzionamento di un circuito analogico di base; - progettare piccoli sistemi analogici a partire dalle specifiche; - progettare semplici alimentatori per circuiti elettronici; - dimensionare un circuito digitale e progettare l'interfaccia tra questo e un carico di potenza; - conoscere le caratteristiche dei sistemi di acquisizione dati classici e saperli dimensionare a partire dalle specifiche.

Scopo dell'insegnamento è rendere lo studente in grado di analizzare e progettare i circuiti che sono alla base degli odierni sistemi elettronici analogici e digitali. Partendo dalle basi fornite dagli insegnamenti precedenti di elettrotecnica, dispositivi e circuiti elettronici, vengono dapprima introdotti gli amplificatori operazionali reali, impiegati per realizzare funzioni lineari e non lineari. Si passa poi agli alimentatori lineari e a commutazione. Successivamente si studiano gli schemi base per il funzionamento in commutazione dei transistor e li si utilizza per analizzare la struttura delle porte logiche elementari. Completa il modulo l'analisi dei sistemi d'acquisizione dati. L'insegnamento è orientato agli aspetti pratici della progettazione, con uso del laboratorio sia per la verifica sperimentale di quanto appreso teoricamente, sia per imparare ad operare con strumenti e circuiti. L'insegnamento fornisce un bagaglio di conoscenze professionalizzanti, utili sia a chi deciderà di entrare nel mondo del lavoro alla fine del percorso di laurea triennale, sia a chi deciderà di proseguire nella magistrale approfondendo i vari temi introdotti da questo insegnamento.

Amplificatori operazionali (4 CFU) - Struttura degli amplificatori operazionali a BJT e MOS: specchio di corrente, stadio differenziale, stadio di potenza. Amplificatori di potenza a componenti discreti - Parametri parassiti degli amplificatori operazionali, risposta in frequenza, stabilità - Circuiti lineari: amplificatore, sommatore, amplificatore da strumentazione - Filtri attivi: primo ordine, secondo ordine, ordine superiore; filtri a capacità commutate - Circuiti non lineari: amplificatore logaritmico, diodo ideale - Comparatori di soglia, generatori di forme d'onda, VCO - Oscillatori sinusoidali: ponte di Wien, oscillatore a sfasamento, a tre punti Porte logiche e circuiti in commutazione (2 CFU) - Transistori bipolari e MOS in commutazione, interruttori, transmission gate, porte CMOS - Parametri statici e dinamici, famiglie logiche, uscita open drain e tri-state, ingressi a trigger di Schmitt - Interfacciamento con carichi di potenza e optoisolamento - Porte And-Or-Invert, logica dinamica - Circuiti sequenziali di base (latch, flip-flop, contatore); comportamento dinamico Alimentatori (1,5 CFU) - Struttura tradizionale con regolatore dissipativo - Struttura basata su regolatore switching Sistemi d'acquisizione dati (1 CFU) - Richiami di teoria del campionamento, quantizzazione; convertitore D/A (potenziometrico, resistenze pesate, rete a scala); convertitore A/D (flash, approssimazioni successive, inseguimento); Sample & Hold (integratore)

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria; Elaborato progettuale in gruppo;
Exam: Written test; Compulsory oral exam; Group project;
... L’esame è volto ad accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel programma ufficiale dell'insegnamento e la capacità di applicare la teoria ed i relativi metodi di calcolo alla soluzione di esercizi. Inoltre si tiene conto del lavoro svolto in laboratorio e quindi sia delle conoscenze pratiche ottenute, sia della capacità di tradurre queste conoscenze in una relazione tecnica. Le valutazioni sono espresse in trentesimi e l’esame è superato se la votazione riportata è di almeno 18/30. La valutazione dell'esame avviene in due momenti: una prova finale, mediata dalla valutazione delle relazioni di laboratorio. La prova finale consiste in un orale (due domande) preceduto da un esercizio in forma scritta (tempo a disposizione: 30') che viene corretto all'inizio della prova orale. Durante lo scritto non è possibile la consultazione di alcun tipo di materiale (appunti, formulari, testi). E' possibile l'utilizzo di una calcolatrice NON programmabile. L'esercizio scritto consiste nel progetto di un circuito analogico (basato su amplificatore operazionale o su transistor). Viene quindi valutato se il candidato ha acquisito sufficienti abilità nella sintesi di semplici circuiti elettronici, come indicato tra gli obiettivi di esame. La valutazione dello scritto pesa per un massimo di 10 punti sul voto della prova finale. Le due domande orali sono relative a due argomenti selezionati dal docente tra quelli trattati nell'insegnamento ed hanno connotazione più teorica, ad esempio principio di funzionamento di un circuito o definizione e significato dei parametri di un dispositivo. Se il luogo in cui avviene l’esame orale è dotato di lavagna, questa viene utilizzata a supporto dell’orale. La risposta ad ogni domanda viene valutata un massimo di 10 punti. La somma dei voti dello scritto e delle domande orali (VE) è un voto in trentesimi che pesa per l'80% del voto finale. Il 20% deriva invece dalla media in trentesimi delle valutazioni delle relazioni delle esercitazioni sperimentali (VL). Quest'ultima media è calcolata sulle migliori 6 relazioni di ogni studente. In caso lo studente abbia presentato meno di 6 relazioni, le relazioni mancanti sono mediate con valore 0/30. Il voto finale dell'esame, VF è ottenuto come: VF=VE*0,8+VL*0,2. Il voto ottenuto dalle relazioni di laboratorio è valido a tempo indeterminato, anche nel caso in cui lo studente sostenga la prova finale in anni accademici successivi a quello in cui ha frequentato il laboratorio. La lode viene assegnata quando tutti i voti parziali sopra descritti siano a punteggio pieno e lo studente sia stato particolarmente brillante nell’esposizione orale, mostrando una conoscenza della materia fuori dal comune.

Il docente mette a disposizione sul portale della didattica diverse dispense in italiano che coprono la totalità dei contenuti dell'insegnamento. Sul portale sono inoltre disponibili le tracce delle esercitazioni sperimentali ed alcuni esercizi risolti o proposti. Per approfondimenti e consultazioni il testo consigliato è: Sedra/Smith, 'Microelectronic Circuits', 7th ed., Oxford University Press, 2015. ISBN 978-0199339143

• Conoscenze dei vari tipi di circuiti digitali combinatori e delle tecniche di - sintesi efficienti; capacita' di analisi e di progetto dei vari circuiti; - Conoscenze dei vari tipi di circuiti digitali sequenziali semplici e complessi e delle tecniche di sintesi corrispondenti; capacita' di analisi e progetto di circuiti sequenziali e scelta dei componenti. - Conoscenze dei linguaggi di descrizione dell'hardware (VHDL) e del loro uso per la descrizione e la sintesi di sistemi digitali complessi. - Conoscenze delle principali tecnologie realizzative di circuiti digitali complessi, con particolare enfasi sui circuiti programmabili. - Conoscenze delle diverse tipologie di memorie, della loro architettura e del loro uso nei sistemi di elaborazione. - Conoscenze delle architetture dei microcontrollori e del loro uso nell'ambito di sistemi digitali complessi

Insegnamento obbligatorio per la laurea triennale in Ingegneria Elettronica, collocato al secondo periodo didattico del III anno. L'insegnamento e' focalizzato sugli argomenti base dell'Elettronica Digitale, affrontando e approfondendo le varie tematiche legate al progetto di circuiti digitali. Sono studiati gli aspetti piu' importanti dei sistemi digitali, partendo dalle considerazioni di base sui circuiti elementari fino all'analisi dei sistemi complessi di elaborazione. Le competenze acquisite in questo modulo rappresenteranno la base solida per i corsi successivi di approfondimento del mondo dell'Elettronica Digitale.

Argomenti trattati nelle lezioni e relativo peso in crediti: - Circuiti combinatori: tecniche di sintesi di circuiti base e circuiti aritmetici (1.5 CFU) - Circuiti sequenziali: sintesi di FSM elementari e sistemi di controllo complesso (ASM chart) (1.5 CFU) - Linguaggi di descrizione dell'hardware (VHDL): concetti e strutture dati per la descrizione di architetture complesse (2 CFU) - Memorie: circuiti, architettura ed applicazioni nei sistemi di elaborazione (0,5 CFU) - Microcontrollori: architettura interna di un sistema di elaborazione, modello di programmazione e di uso, periferiche ( 4,5 CFU)

Modalita di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato scritto prodotto in gruppo; Prova scritta in aula tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;
Exam: Compulsory oral exam; Group essay; Computer-based written test in class using POLITO platform;
... L'esame consiste in una prova scritta da eseguire in aula sul proprio PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo e una prova orale. Lo scritto comprende esercizi di progetto sui temi indicati a lezione ed ogni esercizio e' articolato su piu' domande. In particolare verranno proposti tre esercizi: - un esercizio riepilogativo sui sistemi digitali complessi; - un esercizio specifico su argomenti di base dei sistemi digitali; - un esercizio riepilogativo sui sistemi a microcontrollore. Il tempo assegnato per la soluzione e' di 3 ore e per superare lo scritto occorre conseguire almeno una valutazione sufficiente in entrambi gli esercizi riepilogativi. Il voto massimo ottenibile con lo scritto e' di 30 trentesimi. Non e' consentito l'uso di testi e o materiali vari. Solo la calcolatrice non programmabile e' ammessa durante la prova scritta. Le relazioni di laboratorio sono valutate in trentesimi (Voto_Vaboratorio) in funzione del lavoro svolto e delle risposte fornite durante la verifica dei progetti in laboratorio. L'orale ha una durata di 10-20 minuti e riguarda tutti gli argomenti soprattutto teorici trattati a lezione e nei laboratori e ha lo scopo di accertare le conoscenze teoriche acquisite dallo studente e non direttamente verificabili con esercizi e progetti. Il voto finale e' una media pesata della valutazione dello scritto, dell'orale e delle relazioni di laboratorio secondo la seguente formula Voto_finale = Coefficiente_orale x (0.95 x Voto_Scritto + 0.25 x Voto_Laboratorio – 4) La lode puo' essere assegnata qualora il Voto_finale sia superiore a 31/30.

I testi di riferimento che coprono la quasi totalita' del corso sono: "Fundamentals of Digital Logic with VHDL Design (Third Edition)" di Stephen Brown e Zvonko Vranesic , Mc Graw Hill “Mastering STM32�, 2017, " Carmine Noviello, in vendita online all'indirizzo http://leanpub.com/mastering-stm32 “Introduction to Embedded Systems - Interfacing to the Freescale 9S12� di W. Valvano, CENGAGE learning Sono disponibili copie dei lucidi utilizzati nelle lezioni, esempi di scritti d'esame ed un eserciziario nonche' i manuali per le esercitazioni di laboratorio. Tutto il materiale didattico e' scaricabile attraverso il portale della didattica.

• Conoscere l’organizzazione internazionale della metrologia ed il Sistema Internazionale (SI) delle unità di misura. - Conoscere i fondamenti della misurazione e le regole di propagazione dell’incertezza. - Conoscere il principio di funzionamento, le potenzialità e i limiti dei principali strumenti di misurazione di grandezze elettriche, con particolare riferimento alle loro caratteristiche metrologiche. - Conoscere i principali metodi di misurazione diretti e indiretti di grandezze elettriche. - Essere in grado di stimare l'incertezza di una misurazione e comunicarla in modo corretto. - Essere in grado di scegliere lo strumento ed il metodo di misurazione più adatto ad una specifica applicazione, garantendo la riferibilità delle misure ottenute. - Essere in grado di sviluppare ed analizzare un sistema di misura automatico a micro-controllore.

Il corso si propone di fornire agli allievi le nozioni di base di metrologia, necessarie per la corretta progettazione ed analisi di sistemi di misura. Attraverso le lezioni in aula gli studenti apprenderanno ad usare i metodi e gli strumenti principali per la misurazione di grandezze elettriche; impareranno a progettare e realizzare sistemi di misura automatici, utilizzando l'ambiente LabView e i micro-controllori delle piattaforme Arduino; apprenderanno il processo di taratura della strumentazione e i requisiti necessari a garantire la riferibilità delle misure secondo l'organizzazione internazionale della metrologia. Durante le esercitazioni in aula impareranno ad applicare correttamente il modelli per l'analisi e la stima dell’incertezza di misura attraverso lo svolgimento di esercizi. Durante le esercitazioni sperimentali di laboratorio potranno familiarizzare con i metodi e gli strumenti descritti a lezione; potranno progettare e realizzare nuovi strumenti di misura automatici a micro-controllore combinando l'uso dell'ambiente LabView con la scheda Arduino e altri componenti a basso costo. All'inizio del corso verrà fornito un simulatore di laboratorio virtuale appositamente realizzato e verrà suggerito l'uso di un semplice kit di componenti costituito da una scheda Arduino, sensori e componenti discreti vari; attraverso questi strumenti gli studenti potranno svolgere e approfondire parte delle esperienze di laboratorio anche a distanza, in autonomia o in gruppo.

• Organizzazione internazionale della metrologia e Sistema Internazionale (SI) delle unità di misura. Cenni alla riferibilità delle misure e alla taratura della strumentazione (3.0 ore in aula). - Multimetri digitali: architettura; caratteristiche del circuito di ingresso; misure in continua; misure in alternata: valore efficace e valor medio, misuratori a campionamento, modalità di conversione AC/DC (convertitori analogici ed elettro-termici), caratteristiche metrologiche; misure di resistenza (a 2 e a 4 morsetti); esempio di specifiche di multimetri digitali commerciali (6.0 ore in aula + 6.0 ore in laboratorio). - Strumenti per la misurazione di frequenza e intervalli di tempo. Analizzatori di stati logici (4.5 ore in aula). - Caratteristiche metrologiche dei convertitori A/D (di tipo spot e ad integrazione) maggiormente impiegati negli strumenti di misura (3.0 ore in aula). - Oscilloscopio digitale a campionamento: schema a blocchi e principio di funzionamento; campionamento e problemi di aliasing; campionamento in tempo reale e tempo equivalente; modalità di acquisizione (4.5 ore in aula). - Il modello probabilistico per la stima dell’incertezza di misura: termini e definizioni, metodi di valutazione di categoria A e di categoria B, metodi a lettura singola e a letture ripetute, propagazione dell’incertezza nei metodi di misurazione diretti e indiretti, dipendenza statistica (6.0 ore in aula) - Affidabilità : termini e definizioni; classificazione dei guasti; modelli di tasso di guasto; analisi di affidabilità per componenti e sistemi non riparabili e riparabili. Esempi numerici (4.5 ore in aula). - Ambiente LabVIEW, piattaforma Arduino e sviluppo di sistemi di misura automatici e a micro-controllore (12.5 ore in aula + 21 ore in laboratorio). - Esercitazioni in aula (calcolo incertezze, affidabilità ) (9.0 ore in aula)

Modalita di esame: Prova scritta (in aula);
Exam: Written test;
... L'esame finale ha l’obiettivo di verificare il raggiungimento dei risultati di apprendimento attesi: la conoscenza degli argomenti trattati a lezione verrà verificata attraverso domande di teoria, mentre le capacità di analisi e sviluppo attese verranno verificate attraverso la risoluzione di problemi; l’esame finale consiste quindi in una prova scritta della durata di 2 ore, composta da due parti. La prima parte, richiede la risoluzione di due problemi di analisi dell’incertezza e di sviluppo di un sistema di misura (10 punti per problema). La seconda parte consiste in 4 domande o semplici esercizi a risposta aperta (3 punti per domanda) su tutti gli argomenti trattati a lezione. Il punteggio massimo è di 32/30 a cui corrisponde 30 e lode. La valutazione si basa sulla correttezza dei risultati e sulla capacità di scegliere e applicare i metodi e gli strumenti appropriati nei problemi pratici proposti. Lo studente che avrà raggiunto nella prova scritta un punteggio minimo di 18/30 potrà usufruire della valutazione della relazione di laboratorio, che potrà incrementare il voto finale fino ad un massimo di 6/30. La relazione di laboratorio avrà validità di un anno accademico. Durante la prova scritta non è possibile consultare testi o appunti. Il docente si riserva di procedere a una valutazione orale in caso di dubbi relativi alla prova scritta e/o alla relazione di laboratorio.

A. Carullo, U. Pisani, A. Vallan: Fondamenti di misure e strumentazione elettronica, Ed. CLUT Torino, 2006. U. Pisani: Misure Elettroniche – Strumentazione elettronica di misura, Ed. Politeko, Torino, 1999. G. Zingales: Misure Elettriche, UTET, Torino, 1992. S. Rabinovich: Measurement Errors - Theory and Practice, American Institute of Physics, New York, 1995.

Modalita di esame: Accertamento (esame senza voto);
Exam: Check;
... Criteri, regole e procedure per l'esame Il voto di Laurea verrà calcolato a partire dalla media degli esami sostenuti dal laureando, depurata dei 16 crediti peggiori, a cui potranno essere sommati fino ad un massimo di 5 punti addizionali suddivisi in: _ 2 punti per la durata degli studi #2 punti per una laurea conseguita entro la sessione di laurea di Novembre/Dicembre del 3° anno di iscrizione; #1 punto per una laurea conseguita entro la sessione di laurea di Marzo/Aprile del 4° anno di iscrizione; #0,5 punti per una laurea conseguita entro la sessione di laurea di Luglio o Settembre del 4° anno di iscrizione. - max 3 punti per la carriera (percorso meritevole) #Lodi: 0,5 punti ogni 5 crediti di esami con lode #Mobilità : 1 punto per ogni semestre svolto all’estero #Percorso in Inglese: 1 punto da 16 a 60 CFU in Inglese; 2 punti oltre i 60 CFU in Inglese #Tirocinio: 1 punto se presente Qualora il voto finale sia uguale o superiore a 110,51 verrà assegnata la votazione massima di 110L.

• Conoscenza delle diverse classificazioni dei segnali. Conoscenza dell'analisi in frequenza, sia a tempo continuo sia a tempo-discreto. Conoscenza dei sistemi lineari tempo-invarianti (LTI), e della loro rappresentazione nel tempo e nella frequenza. Conoscenza delle tipologie base di filtri. Conoscenza dei processi stocastici e della loro rappresentazione spettrale. - Capacità di classificare i segnali in base alle loro proprietà . Capacità di trasformare ed analizzare un segnale nel dominio delle frequenze. Capacità di classificare ed analizzare un sistema LTI nel dominio del tempo e della frequenza. - Conoscenza dei sistemi di trasmissione analogici a modulazione di ampiezza, capacità di progettazione di massima e relativo calcolo delle prestazioni - Conoscenza della modalità di trasmissione di un segnale analogico attraverso un sistema di trasmissione numerico, capacità di progettazione di massima e relativo calcolo delle prestazioni. - Conoscenza dei sistemi di trasmissione numerici in banda base e in banda traslata, binari e multilivello, capacità di progettazione di massima e relativo calcolo delle prestazioni. - Conoscenza di base della codifica di sorgente e capacità di calcolarne le prestazioni.

L'obiettivo dell'insegnamento è quello di fornire le basi dell'analisi dei segnali e della trasmissione numerica. Data la multidipliscinarietà degli argomenti trattati, le conoscenze acquisite sono utili praticamente in tutti i corsi seguenti affrontati dallo studente. Nella prima parte dell'insegnamento si analizzano i segnali nel dominio del tempo e in quello della frequenza, sia per segnali deterministici sia stocastici. Nella seconda parte dell'insegnamento si introducono le basi delle comunicazioni elettriche. Si descrivono brevemente le comunicazioni analogiche e si approfondiscono le comunicazioni numeriche sia in banda base sia in banda traslata.

TEORIA DEI SEGNALI DETERMINATI E STOCASTICI : - Classificazione dei segnali; energia e potenza - Serie e trasformata di Fourier - Sistemi LTI, risposta all'impulso e funzione di trasferimento - Spettro di energia e funzione di autocorrelazione - Segnali periodici e spettro di potenza - Teorema del campionamento - Fast Fourier Transform - Introduzione ai processi stocastici - Rappresentazione geometrica dei segnali - Introduzione ai segnali e sistemi a tempo discreto - Introduzione all'analisi tempo-frequenza INTRODUZIONE ALLE COMUNICAZIONI ELETTRICHE: - Introduzione e descrizione generale di un sistema di comunicazione - Rumore termico e suoi effetti sui sistemi di trasmissione MODULAZIONI ANALOGICHE E SISTEMI PCM: - Modulazione analogica di ampiezza - Campionamento, quantizzazione e codifica digitale di segnali analogici: sistemi PCM MODULAZIONI NUMERICHE : - Modulazioni numeriche in banda base (PAM), rappresentazione geometrica dei segnali - Probabilità di errore di un ricevitore con filtraggio reale, ottimo e passa basso ideale - Occupazione spettrale per modulazioni numeriche in banda base - Interferenza intersimbolica e teorema di Nyquist - Modulazioni in banda traslata (PSK, QAM, QPSK): probabilità di errore ed occupazione spettrale - Cenni ai sistemi FDM e TDM CODIFICA DI SORGENTE : - Codifica di Huffman Saranno inoltre previste 15 ore di Laboratorio LAIB su tematiche affrontate nel corso

Modalita di esame: Test informatizzato in laboratorio; Prova orale facoltativa;
Exam: Computer lab-based test; Optional oral exam;
... Modalità di esame: Prova orale facoltativa; Prova scritta a risposta aperta o chiusa tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Esami integrata con strumenti di proctoring presso i LAIB, utilizzando i quiz a risposta multipla e quiz complessi a risposta calcolata e annidata. L’esame è volto ad accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel Programma ufficiale dell'insegnamento e la capacità di applicare la teoria ed i suoi metodi all’analisi e al progetto dei segnali e dei sistemi di trasmissione. L’esame è costituito da una parte scritta (Piattaforma Esami presso i Laib) e da una successiva parte orale facoltativa. Il voto finale viene determinato tenendo secondo quanto segue: - Test di teoria dei segnali mediante quiz su piattaforma esami a risposta multipla: punteggio massimo 28/30 - Test di Comunicazioni Elettriche mediante quiz su piattaforma esami a risposta calcolata: punteggio massimo 28/30 - Voto complessivo dello scritto determinato dalla media dei test precedenti - Valutazioni in itinere: 4 punti aggiuntivi - Valutazioni dei laboratori: 2 punti aggiuntivi - Prova orale facoltativa e integrativa Durante lo scritto non si possono portare presso le aule LaIB libri di alcun tipo o appunti del corso. Può essere consentito l’uso di una calcolatrice non programmabile, i formulari ufficiali del corso (pubblicati sul portale) saranno resi disponibili mediante la piattaforma Informatica Esami. L’esame scritto è rivolto ad accertare la capacità di risoluzione di quesiti e calcoli (sia simbolici sia numerici) inerenti gli argomenti trattati nel corso. Lo scritto mediante piattaforma Informatica Esami è articolato in 2 parti: La prima parte consta ad accertare le conoscenze acquisite nell’ambito della teoria dei segnali, e consiste in 8-10 quiz a risposta multipla. Ogni quiz è un esercizio la cui soluzione è analitica e richiede al più l'uso delle tavole della trasformata di Fourier fornite dalla Piattaforma medesima. Il voto è la somma dei punteggi assegnati ad ogni quiz risolto correttamente. Il voto della prima parte dello scritto dovrà essere maggiore o uguale a 16/30. La seconda parte , consta ad accertare le conoscenze acquisite nell’ambito delle comunicazioni elettriche e consiste nella risoluzione di esercizi di progetto e/o calcolo delle prestazioni di sistemi di trasmissione mediante la Piattafoma ESAMI utilizzando la metodologia a risposta calcolata e annidata e/o a riposta chiusa, congiuntamente a domande sulla teoria delle comunicazioni elettriche utilizzando la piattaforma ESAMI con risposta aperta. Il voto della seconda parte dovrà essere maggiore o uguale a 16/30. VALUTAZIONI IN ITINERE: Durante il corso ci saranno delle prove valutata in itinere, erogate mediante la piattaforma MOODLE o altra piattaforma online, eventualmente in remoto al di fuori degli orari di lezione . La valutazione ottenuta potrà incrementare il voto d'esame fino a 4 punti aggiuntivi I Laboratori Matlab saranno valutati fino ad un massimo di 2 punti aggiuntivi La durata totale della prova scritta (I e II parte) è pari a 2,5 ore. Il voto complessivo della parte scritta sarà la media delle due parti dello scritto, fino ad un massimo di 28/30. ORALE: la prova orale è facoltativa e per poter accedere all’orale i candidati devono riportare una votazione complessiva dello scritto maggiore o uguale a 18/30. L’esame orale è considerato sufficiente con una votazione di almeno 18/30. Per superare l’esame lo studente dovrà soddisfare i seguenti vincoli: - Valutazione I parte scritto sulla Teoria dei Segnali maggiore di 16/30 - Valutazione II parte scritto sulle Comunicazioni Elettriche maggiore di 16/30 - La media dei due scritti dovrà essere maggiore o uguale a 18/30 il voto finale, che tiene conto dei voti degli scritti, delle prove in itinere, delle valutazioni dei laboratori e dell’orale, deve comunque esser maggiore o uguale a 18/30. L’orale facoltativo sarà prevalentemente rivolto ad accertare una adeguata conoscenza della teoria discussa nel corso e potrà includere la discussione dello scritto. Di norma la parte orale dell’esame va sostenuta nell’appello in cui si è superato lo scritto.

Tesi di riferimento: • L. Lo Presti e F. Neri, L'analisi dei segnali, CLUT, 1992. • L. Lo Presti e F. Neri, Introduzione ai processi casuali, CLUT, 1992. • Leon W. Couch II, Fondamenti di telecomunicazioni, Prentice Hall - Pearson 2008 . • G. Albertengo, A. Bianco e M. Mondin, Esercizi svolti di Comunicazioni Elettriche, CLUT,1997. Testi di Approfondimento: • Papoulis e S. U. Pillai, Probability, Random Variables and Stochastic Processes, McGraw-Hill, 2002. • G. Taricco, Comunicazioni Elettriche con elementi di teoria dell'informazione, CLUT, 2002 Sono inoltre disponibili le slide che riassumono gli argomenti trattati a lezione

Le informazioni dettagliate sull’insegnamento tirocinio sono consultabili sulla GUIDA STUDENTI, sezione TIROCINIO, dell’anno accademico in corso.

Modalita di esame: Accertamento (esame senza voto);
Exam: Check;
... Il candidato dovra' scrivere e consegnare un elaborato che descriva in modo completo ed esauriente il lavoro svolto durante il tirocinio

Le informazioni dettagliate sull’insegnamento tirocinio sono consultabili sulla GUIDA STUDENTI, sezione TIROCINIO, dell’anno accademico in corso.

Modalita di esame: Accertamento (esame senza voto);
Exam: Check;
... Il candidato dovra' scrivere e consegnare un elaborato che descriva in modo completo ed esauriente il lavoro svolto durante il tirocinio