Corso di laurea

Ingegneria Elettronica

Università degli Studi di L'Aquila · 24 materie · 0 file condivisi

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Materie del corso

ANTENNE E MICROONDE 1° anno · 1° semestre · 9 CFU · IINF-02/A · 0 file

Lo scopo dell’insegnamento è fornire allo studente le conoscenze fondamentali della Radiazione Elettromagnetica e delle Antenne usate nei Sistemi di Telecomunicazioni e in Elettronica.Dopo aver superato l’esame lo…

Scheda dell'insegnamento

Obiettivi formativi

Lo scopo dell’insegnamento è fornire allo studente le conoscenze fondamentali della Radiazione Elettromagnetica e delle Antenne usate nei Sistemi di Telecomunicazioni e in Elettronica.Dopo aver superato l’esame lo studente avrà acquisito competenze sia di tipo teorico che operativo. Avrà profonda conoscenza dei Metodi e dei Modelli (sia analitici che numerici) per la caratterizzazione di molteplici tipi di Antenna e avrà sviluppato abilità pratiche nell’utilizzo di CAD Elettromagnetico e strumentazione di laboratorio.La prima parte del Modulo tratta la modellazione di giunzioni a microonde e di alcuni dispositivi usati nei circuiti a microonde. La seconda parte, più estesa, affronta la modellazione della Radiazione Elettromagnetica e delle Antenne.Argomenti di questo Modulo includono:- metodi matematici per la modellazione della radiazione elettromagnetica;- antenne a filo;- antenne a microstriscia;- antenne ad apertura;- schiere di antenne;- giunzioni passive a microonde;- esercitazioni e laboratorio: modellazione numerica, realizzazione e caratterizzazione strumentale di un dispositivo a microonde o un’antenna.

Programma

Introduzione alle antenne: parametri principali delle antenne, diagramma di radiazione, densità di potenza irradiata, intensità di radiazione, direttività, concetto di apertura ed altezza efficace, polarizzazione, impedenza d'ingresso, resistenza di radiazione, guadagno, efficienza di radiazione, larghezza del fascio, larghezza di banda, campo vicino e campo lontano, formula di Friis, equazioni duali per le sorgenti elettriche e magnetiche.Adattamento di antenne: adattamento in potenza ed uniformità, coefficiente di riflessione e di disadattamento.Antenne a filo: dipolo infinitesimo, campo vicino, campo lontano, direttività, radiazione da distribuzione di correnti arbitrarie, dipolo di lunghezza finita, dipolo a mezz'onda. Impedenza d'antenna: considerazioni teoriche e sperimentali, metodo dei momenti, equazione integrale di Hallen, dipoli accoppiati, impedenza mutua, filo di corrente difronte a piano metallico, antenne a monopolo, dipolo ripiegato, antenna biconica, dipolo corto. Balun, T-match, gamma-match.Array di antenne : array lineare, circolare e planare, moltiplicazione dei diagrammi, array monodimensionale uniforme, array broad side, array end fire, diagramma di radiazione, direttività, larghezza del fascio, direzione dei nulli, fattore di array.Array parassiti: antenna Yagi-Uda.Antenne indipendenti in frequenza ed autocomplementari: antenna log-periodica ed antenna a spirale.Antenne a microstriscia: patch rettangolare.Antenne ad apertura: radiazione da apertura planare, metodo della trasformata di Fourier, metodo del teorema di equivalenza, radiazione da apertura rettangolare, apertura con illuminazione uniforme, apertura con variazione lineare di fase, apertura tapered, irradiazione da guida d'onda rettangolare aperta, antenne a tromba, antenne E-horn, H-horn e piramidale.Antenne a riflettore: antenne a riflettore parabolico, efficienza di apertura, direttività, introduzione alle antenne paraboliche offset, sistemi di antenna a doppio riflettore, sistemi a doppio riflettore sagomato.Antenne come scatteratori, sistemi di Identificazione a Radio Frequenza, modo struttura, modo antenna.Circuiti a microonde: potenza, energia, attenuazione dei modi in guida d'onda, perdite nei conduttori, impedenza superficiale, cavo coassiale, strutture guidanti planari, microstrisce, introduzione alle cavità risonanti, giunzioni a microonde, giunzioni reciproche e senza perdite, matrice di scattering, giunzioni ad una porta e a due porte.Esercitazioni: progettazione ed analisi di modelli di antenne mediante CAD elettromagnetico.Attività di laboratorio: realizzazione dei dispositivi progettati durante le esercitazioni; misura del return loss, insertion loss, di antenne e circuiti a microonde.

Sono propedeutiche la teoria dei campi elettromagnetici, delle linee di trasmissione, delle guide d'onda, delle onde piane e dei circuiti elettrici.

Lezioni teoriche (60% del tempo) vengono alternate ad esercitazioni di laboratorio ed esercitazioni numeriche in aula (30%) con la finalità di acquisire, oltre alla conoscenza e comprensione teorica degli argomenti trattati, sia la capacità di capire e risolvere problemi anche complessi con l’aiuto dei CAD elettromagnetici che l’abilità pratica con la strumentazione del laboratorio.Al fine di stimolare la capacità di elaborare relazioni tecnico/scientifiche e il lavoro in team, è richiesta la produzione di una tesina/report riguardante lo sviluppo e la misura del dispositivo progettato lavorando in piccoli gruppi.Per favorire il contatto con la realtà lavorativa ed applicativa, l’insegnamento è spesso completato con seminari di esperti provenienti preferibilmente dal mondo dell’industria e con visite presso aziende o enti che sviluppano o fanno uso di antenne e dispositivi a microonde.

Modalità d'esame

L’accertamento del processo di apprendimento viene effettuato con continuità durante lo svolgimento delle lezioni, delle esercitazioni e delle attività di laboratorio. Gli studenti sono coinvolti in discussioni e proposte di strategie durante le lezioni teoriche e per lo svolgimento del lavoro di tesina. In base al livello di preparazione percepito il docente può adattare i contenuti dell’insegnamento.Accertamento dei risultati di apprendimento: l'esame è scritto e orale. Vengono assegnate 3 domande a cui lo studente risponde avvalendosi di carta e penna ovvero della lavagna. E' parte integrante dell’esame la presentazione e la discussione del lavoro di tesina di cui è richiesta una relazione scritta. Nella relazione lo studente dovrà illustrare criticamente le scelte fatte e i risultati ottenuti.L’esame è rivolto alla valutazione della padronanza degli argomenti trattati sia dal punto di vista teorico che dal punto di vista operativo. Sono elementi di indagine:- il livello di conoscenza acquisito dei diversi modelli d’antenna e dispositivi a microonde (30% del voto finale);- la capacità di operare con grafici, tabelle, parametri e modelli sia analitici che numerici (30%);- la capacità di impostare la risoluzione di problemi tipici di Ingegneria delle Telecomunicazioni ed Elettronica (10%).Il lavoro e l’esposizione della tesina hanno un peso del 30% sulla valutazione finale.L’attribuzione del voto rifletterà i seguenti quattro livelli di preparazione- sufficiente: conoscenza base dei modelli d’antenna e dei dispositivi a microonde;- adeguata: abilità critica nell’analisi dei modelli e una basilare capacità operativa;- buona: raggiungimento di un buon livello della capacità operativa;- approfondita: padronanza del formalismo matematico, saper fare connessioni e saper impostare la risoluzione di problemi elettromagnetici complessi.

Testi di riferimento

Robert Collin, "Antennas and Radiowave Propagation", McGraw-Hill;Costantine Balanis, "Antenna Theory: Analysis and Design", Wiley & Son;David Pozar, "Microwave Engineering", Wiley;

Codice insegnamento 32376

DISPOSITIVI ELETTRONICI 1° anno · 2° semestre · 9 CFU · IINF-01/A · 0 file

------------------------------------------------------------ Modulo: DG0087 - DISPOSITIVI PER L'ELETTRONICA (mutua dall'attività formativa DISPOSITIVI PER L'ELETTRONICA - DG0087 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA - I4E)…

Scheda dell'insegnamento

Obiettivi formativi

------------------------------------------------------------ Modulo: DG0087 - DISPOSITIVI PER L'ELETTRONICA (mutua dall'attività formativa DISPOSITIVI PER L'ELETTRONICA - DG0087 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA - I4E) ------------------------------------------------------------ L'obiettivo di questo corso è fornire i concetti principali sulla cristallografia, teoria del trasporto elettronico e fononico, tecniche della fisica dello stato solido di giunzioni a semiconduttore tra semiconduttori, principali dispositivi a stato solido. Vengono descritti i principali tipi di dispositivi elettronici, insieme al corrispondente equivalente modello CAD. Al completamento del corso lo studente avrà conoscenza avanzata delle proprietà dei principali dispositivi a stato solido. ------------------------------------------------------------ Modulo: DG0088 - FISICA DEI DISPOSITIVI (mutua dall'attività formativa FISICA DEI DISPOSITIVI - DG0088 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA - I4E) ------------------------------------------------------------ Lo scopo del modulo è di introdurre gli elementi di meccanica quantistica e di fisica dei solidi, in particolare sui semiconduttori.

Programma

------------------------------------------------------------ Modulo: DG0087 - DISPOSITIVI PER L'ELETTRONICA (mutua dall'attività formativa DISPOSITIVI PER L'ELETTRONICA - DG0087 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA - I4E) ------------------------------------------------------------ Elementi di meccanica quantistica, cristallografia, struttura a bande, teoria del trasporto elettronico, tecniche di stato solido, fisica dei semiconduttori, giunzioni tra semiconduttori, principali dispositivi elettronici a stato solido per bassa frequenza, RF microonde, Modelli CAD dei dispositivi. ------------------------------------------------------------ Modulo: DG0088 - FISICA DEI DISPOSITIVI (mutua dall'attività formativa FISICA DEI DISPOSITIVI - DG0088 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA - I4E) ------------------------------------------------------------ Cenni di meccanica quantistica: Passaggio meccanica classica-quantistica; Struttura dell’atomo Dualismo onda-particella Equazione di Schroedinger ed esempi di potenziali mono-dimensionali Atomo di idrogeno e cenni su atomi a molti-elettroni Elementi di classificazione dei solidi, reticoli di Bravais, piani reticolari. Reticolo reciproco, il teorema di Bloch, struttura a bande, differenza tra metalli, semiconduttori e isolanti, energia di Fermi, massa efficace. Concentrazione di portatori nei semiconduttori, caso intrinseco e drogaggio. Trasporto nei semiconduttori: campo elettrico, diffusione, gradiente termico. Equazione di Boltzmann. Processi di eccitazione e ricombinazione nei semiconduttori. Fenomeni all’interfaccia: zona di svuotamento ed accumulazione, piegamento delle bande, interfaccia metallo-semiconduttore. Giunzione p-n.

------------------------------------------------------------ Modulo: DG0087 - DISPOSITIVI PER L'ELETTRONICA (mutua dall'attività formativa DISPOSITIVI PER L'ELETTRONICA - DG0087 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA - I4E) ------------------------------------------------------------ Nozioni di base di elettronica. Superamento dei corsi di Fisica I ed elettronica I ------------------------------------------------------------ Modulo: DG0088 - FISICA DEI DISPOSITIVI (mutua dall'attività formativa FISICA DEI DISPOSITIVI - DG0088 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA - I4E) ------------------------------------------------------------ Elementi di meccanica ed elettromagnetismo, onde, interferenza, elementi di algebra e trigonometria, calcolo (derivate ed integrali).

------------------------------------------------------------ Modulo: DG0087 - DISPOSITIVI PER L'ELETTRONICA (mutua dall'attività formativa DISPOSITIVI PER L'ELETTRONICA - DG0087 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA - I4E) ------------------------------------------------------------ Lezioni frontli ed esercizi. ------------------------------------------------------------ Modulo: DG0088 - FISICA DEI DISPOSITIVI (mutua dall'attività formativa FISICA DEI DISPOSITIVI - DG0088 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA - I4E) ------------------------------------------------------------ Lezioni frontali in aula. Sono resi disponibili sulla piattaforma Moodle appunti del docenti come traccia delle lezioni.

Modalità d'esame

------------------------------------------------------------ Modulo: DG0087 - DISPOSITIVI PER L'ELETTRONICA (mutua dall'attività formativa DISPOSITIVI PER L'ELETTRONICA - DG0087 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA - I4E) ------------------------------------------------------------ L’esame sarà considerato superato se la studentessa/lo studente avrà dimostrato di aver compreso ed assimilato gli argomenti del corso. L’esame consiste in una prova orale. Durante la prova orale saranno discussi alcuni argomenti previsti dal programma. ------------------------------------------------------------ Modulo: DG0088 - FISICA DEI DISPOSITIVI (mutua dall'attività formativa FISICA DEI DISPOSITIVI - DG0088 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA - I4E) ------------------------------------------------------------ L’esame sarà considerato superato se la studentessa/lo studente avrà dimostrato di: aver compreso i limiti della fisica classica; aver assimilato i principi della meccanica quantistica; aver compreso i principi della teoria dei solidi, con particolare riferimento alle proprietà dei semiconduttori. L’esame consiste in una prova orale che sarà svolta insieme alla prova sul secondo modulo del corso. Durante la prova orale saranno discussi alcuni argomenti previsti dal programma, sia nella parte relativa ai principi della meccanica quantistica che sulle proprietà dei semiconduttori.

Testi di riferimento

------------------------------------------------------------ Modulo: DG0087 - DISPOSITIVI PER L'ELETTRONICA (mutua dall'attività formativa DISPOSITIVI PER L'ELETTRONICA - DG0087 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA - I4E) ------------------------------------------------------------ S.M. Sze, Semiconductor Devices: physics and technology, J. Wiley & Sons (2002) ------------------------------------------------------------ Modulo: DG0088 - FISICA DEI DISPOSITIVI (mutua dall'attività formativa FISICA DEI DISPOSITIVI - DG0088 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA - I4E) ------------------------------------------------------------ • F. Ciccacci “Fondamenti di Fisica Atomica e Quantistica”, EdiSES (meccanica quantistica) • K. Krane “Modern Physics”, John Wiley & Sons (meccanica quantistica) • H. Ibach, H. Lüth: “Solid State Physics”, Springer (argomenti generali sui solidi) • B.G. Streetman: “Solid State Electronic Devices”, Prentice Hall (dispositivi) • S.M. Sze “Semiconductor devices: physics and technology” J. Wiley & Sons (dispositivi) • Appunti del docente sulla piattaforma di e-learning di Ateneo

Codice insegnamento 32369

ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI I 1° anno · 2° semestre · 9 CFU · IINF-01/A · 0 file

L'obiettivo del corso è quello di introdurre lo studente ai concetti, alle metodologie ed alle implicazioni della progettazione e dell’utilizzo di circuiti e semplici sistemi digitali in logica cablata e programmata.…

Scheda dell'insegnamento

Obiettivi formativi

L'obiettivo del corso è quello di introdurre lo studente ai concetti, alle metodologie ed alle implicazioni della progettazione e dell’utilizzo di circuiti e semplici sistemi digitali in logica cablata e programmata. Lo studente sarà in grado, al termine del corso, di capire il passaggio fisico e logico dalla elettronica analogica a quella digitale e di utilizzare le metodologie più appropriate per la sintesi di automi esecutori.

Programma

-Introduzione ai concetti fondamentali di elettronica digitale-Algebra booleana, metodi di sintesi e metodi di riduzione-Porte logiche-Elettronica digitale combinatoria, dall'elettronica digitale combinatoria a quella sequenziale-Sistemi sincroni e asincroni: modelli di rappresentazione di una macchina a stati-Descrizione logica di una macchina a stati-Introduzione alla logica programmabile: il microcontrollore-Architettura semplificata di un microcontrollore-Programmazione di un microcontrollore usando l'approccio a macchina a stati finiti

Consigliato: conoscenza delle nozioni circuitali base date dall'elettrotecnica;conoscenza di un linguaggio di programmazione (C, C++ o python).

-Lezioni teoriche;-Esercitazioni in laboratorio.

Modalità d'esame

Esame scritto contenente due domande teorica, ed un progetto di sintesi di un sistema digitale in hardware diretto.Al momento dell'esame, gli studenti dovranno consegnare un breve report sulle attività svolte in laboratorio.

Testi di riferimento

  • P. Spirito, "Elettronica Digitale" III Edizione, Mc Graw-Hill- R.J. Tocci, N.S. Widmer, G. Moss, "Digital Systems, Global Edition" XII Edition, Pearson- Slides proiettate a lezione.

Codice insegnamento 32297

FONDAMENTI DI COMUNICAZIONI 1° anno · 1° semestre · 9 CFU · IINF-03/A · 0 file

L'insegnamento si propone di fornire gli elementi di base per la comprensione delle tecniche di trasmissione dell'informazione, in un generico sistema di comunicazioni, e per la sua protezione nei confronti del rumore…

Scheda dell'insegnamento

Obiettivi formativi

L'insegnamento si propone di fornire gli elementi di base per la comprensione delle tecniche di trasmissione dell'informazione, in un generico sistema di comunicazioni, e per la sua protezione nei confronti del rumore e dei disturbi sovrapposti.

Programma

Caratterizzazione di un sistema di telecomunicazioni (Richiami di Teoria dei Segnali. Spettro di un segnale. Segnali analogici e segnali digitali. Trasformata di Hilbert, segnale analitico, inviluppo complesso rappresentativo. Parametri caratteristici: banda, potenza in trasmissione, qualità del segnale, rapporto segnale-rumore, probabilità di errore. Modelli per canali di comunicazione. Unità logaritmiche.);Canale AWGN (Concetti generali relativi allo spettro di potenza di un processo stocastico. Rumore termico. Banda equivalente di rumore, cifra di rumore e temperatura equivalente di rumore di una rete 2-porte lineare. Effetto del rumore termico in una cascata di reti 2-porte.);Modulazioni analogiche (Modulazione di ampiezza, fase e frequenza con portante sinusoidale. Caratteristiche spettrali del segnale modulato. Multiplazione a divisione di frequenza. Dispositivi di modulazione e demodulazione. Effetto del rumore nelle modulazioni analogiche. Qualità di trasmissione. Analisi comparata delle tecniche di modulazione analogica.);PCM (Quantizzazione scalare uniforme e non uniforme. Quantizzazione vettoriale. PCM uniforme e non uniforme. DPCM e Modulazione Delta. Cenni sulle tecniche di Analisi-Sintesi. Applicazione al segnale telefonico. Multiplazione a divisione di tempo);Rappresentazione di segnali numerici su canale AWGN e limitato in banda (Rappresentazione geometrica di forme d'onda nello spazio dei segnali. Procedura di ortogonalizzazione di Gram-Schmidt. Esempi di costellazioni. Segnali in banda base e in banda traslata. Energia media di una costellazione. Labeling binario e codifica di Gray. Rappresentazione, generazione e proprietà di segnali PAM, PSK, FSK, QAM. Codifica di linea.);Demodulazione e qualità delle trasmissioni numeriche su canale AWGN e su canale limitato in banda (Demodulazione a massima probabilità a posteriori – MAP – e a massima verosimiglianza – ML. Ricevitore a correlazione. Filtri adattati. Demodulatori per segnali PAM, PSK, QAM, FSK. Interferenza intersimbolica. Probabilità di errore per segnali PAM, PSK, QAM, FSK, binari ed M-ari, in banda base e banda traslata. DPSK. Efficienza spettrale. Analisi comparativa delle varie tecniche di modulazione. Ripetitori rigenerativi. Cenni sul recupero del sincronismo.);Mezzi trasmissivi (Fibre ottiche: capacità guidante, tipologie, dispersione modale e cromatica. Radiopropagazione: spazio libero – formula di Friis, riflessione su suolo liscio e rugoso, diffrazione da ostacolo a lama di coltello, rifrazione troposferica, assorbimento troposferico, attenuazione da pioggia.);Elementi di teoria dell’informazione (Misura dell'informazione. Sorgenti discrete con memoria e senza memoria. Entropia. Source-Coding Theorem. Codifica di sorgente. Algoritmo di Huffman. Algoritmo di Lempel-Ziv. Misura della distorsione nel caso di codifica a basso rate. Capacità di canale.).

Anche se formalmente non sono stati definiti prerequisiti, questo corso richiede la conoscenza dei concetti base dell'analisi matematica, della teoria della probabilità e delle nozioni del Corso di Analisi ed Elaborazione dei Segnali.

L'apprendimento avviene attraverso lezioni teoriche alternate ad esercitazioni. Nell'ambito del corso sono anche proposti argomenti monografici di approfondimento, che lo studente potrà sviluppare autonomamente ed eventualmente utilizzare anche ai fini dell'esame.

Modalità d'esame

La valutazione del livello di preparazione raggiunto dallo studente sarà effettuata, in primo luogo, verificando la capacità di tradurre le nozioni teoriche acquisite in semplici esempi di progettazione. Pertanto, l'esame consisterà in una prova scritta, il cui superamento è pre-requisito per procedere nella fase successiva della valutazione. Questa consisterà in un colloquio orale il cui obiettivo sarà la verifica della comprensione dei concetti forniti nell'ambito del corso e del loro inquadramento organico. Particolare importanza sarà attribuita alla capacità dello studente di effettuare collegamenti tra i diversi argomenti esaminati e di valutarne l'impatto in un sistema di telecomunicazione reale.Non sono previste verifiche intermedie se non quelle derivanti dall'interazione giornaliera, durante le lezioni e gli incontri individuali, tra docente e studenti. Sulla base della percezione del livello di preparazione raggiunto il docente modulerà, per quanto possibile, i contenuti del corso. Una verifica opzionale sarà costituita, per gli studenti che ne faranno richiesta, dallo sviluppo di una tesina su uno degli argomenti del corso. L'evoluzione di questa attività di studio integrativa darà al docente ulteriori elementi di valutazione individuali, usabili anche ai fini dell'esame finale.L'esame consta di due esercizi scritti e della prova orale. L'ammissione alla prova orale è subordinata al superamento della prova scritta. L'iscrizione all'esame dovrà avvenire esclusivamente via Internet, mediante la segreteria virtuale.

Testi di riferimento

Dispense a cura del docente;Simon Haykin, "Communication Systems ", 4th Edition, Wiley & Sons, 2001;John G. Proakis, Masoud Salehi, "Communication Systems Engineering", 2nd Edition, Prentice Hall, 2002.I testi 2 e 3 coprono la maggior parte degli argomenti trattati e sono "interscambiabili". Il testo 2, comunque, mostra una maggiore aderenza con la struttura del corso (anche a livello di presentazione degli argomenti).Le dispense vengo messe a disposizione del Docente con modalità che verranno comunicate all'inizio del Corso.I testi 2 e 3 sono disponibili nella biblioteca di Facoltà.

Codice insegnamento 32368

GESTIONE DEI SISTEMI SANITARI E STRUMENTAZIONE DI DIAGNOSTICA MEDICA 1° anno · 1° semestre · 9 CFU · IEGE-01/A · 0 file

------------------------------------------------------------ Modulo: DG0284 - GESTIONE DEI SISTEMI SANITARI ------------------------------------------------------------ L'insegnamento si propone di fornire agli…

Scheda dell'insegnamento

Obiettivi formativi

------------------------------------------------------------ Modulo: DG0284 - GESTIONE DEI SISTEMI SANITARI ------------------------------------------------------------ L'insegnamento si propone di fornire agli studenti le conoscenze di base relative all'organizzazione e alla gestione dei sistemi sanitari, con particolare riferimento alle dinamiche dei processi clinico-assistenziali, all'allocazione delle risorse e ai principi di economicità delle aziende sanitarie. Il corso introduce inoltre le principali caratteristiche tecnologiche e funzionali delle apparecchiature utilizzate nella diagnostica medica, con particolare riferimento ai sistemi TAC e RX, nonché elementi introduttivi di sostenibilità e Life Cycle Assessment (LCA) applicati al settore sanitario. Particolare attenzione è dedicata alle relazioni tra aspetti organizzativi, gestionali, ambientali e tecnologici che caratterizzano il contesto sanitario. ------------------------------------------------------------ Modulo: DG0285 - GESTIONE DELLA STRUMENTAZIONE DI DIAGNOSTICA MEDICA ------------------------------------------------------------ --

Programma

------------------------------------------------------------ Modulo: DG0284 - GESTIONE DEI SISTEMI SANITARI ------------------------------------------------------------ Contenuti Parte I – Organizzazione e gestione dei sistemi sanitari Sistemi sanitari e aziende sanitarie. Programmazione sanitaria, qualità ed economia sanitaria. Strumenti di gestione: budgeting, indicatori, centri di costo e tecniche di valutazione economica. Sostenibilità nel settore sanitario e introduzione al Life Cycle Assessment (LCA) applicato a servizi, processi e tecnologie sanitarie. Parte II – Tecnologie per la diagnostica medica Principali apparecchiature di diagnostica medica. Sistemi TAC e RX: caratteristiche e principi di funzionamento. Aspetti funzionali e tecnologici delle apparecchiature biomediche. Analisi delle principali soluzioni tecnologiche adottate nel settore sanitario. ------------------------------------------------------------ Modulo: DG0285 - GESTIONE DELLA STRUMENTAZIONE DI DIAGNOSTICA MEDICA ------------------------------------------------------------ --

------------------------------------------------------------ Modulo: DG0284 - GESTIONE DEI SISTEMI SANITARI ------------------------------------------------------------ Non è prevista una verifica formale dei prerequisiti. Sono utili conoscenze di base di elettronica e delle discipline tecnico-scientifiche acquisite nel percorso formativo precedente. ------------------------------------------------------------ Modulo: DG0285 - GESTIONE DELLA STRUMENTAZIONE DI DIAGNOSTICA MEDICA ------------------------------------------------------------ --

------------------------------------------------------------ Modulo: DG0284 - GESTIONE DEI SISTEMI SANITARI ------------------------------------------------------------ L'insegnamento è erogato mediante lezioni frontali, esercitazioni, attività di laboratorio e seminari di approfondimento, anche con il coinvolgimento di strutture sanitarie e professionisti del settore. Le attività didattiche sono finalizzate a integrare gli aspetti organizzativi ed economico-gestionali dei sistemi sanitari con gli aspetti tecnologici delle apparecchiature di diagnostica medica. Durante il corso saranno proposti esempi applicativi e discussi casi di studio relativi ai contesti ospedalieri e territoriali. ------------------------------------------------------------ Modulo: DG0285 - GESTIONE DELLA STRUMENTAZIONE DI DIAGNOSTICA MEDICA ------------------------------------------------------------ --

Modalità d'esame

------------------------------------------------------------ Modulo: DG0284 - GESTIONE DEI SISTEMI SANITARI ------------------------------------------------------------ L'accertamento del raggiungimento degli obiettivi formativi prevede una prova scritta e un esame orale. Sono previste prove intermedie facoltative relative a specifiche parti dell'insegnamento, finalizzate a facilitare la distribuzione del carico di studio durante il semestre. Gli studenti che superano tali prove saranno valutati nell'esame finale esclusivamente sugli argomenti non già superati. La prova scritta consiste in esercizi, quesiti applicativi e domande teoriche finalizzati a verificare la conoscenza degli argomenti trattati, la capacità di applicazione dei concetti acquisiti e la comprensione delle problematiche gestionali e tecnologiche affrontate durante il corso. L'eventuale prova orale approfondisce gli argomenti che richiedono ulteriori chiarimenti e consente di verificare la capacità di collegamento tra gli aspetti organizzativi, economici e tecnologici del sistema sanitario. La valutazione terrà conto del livello di conoscenza acquisito, della capacità di applicazione dei concetti e degli strumenti presentati, della correttezza del linguaggio tecnico-scientifico e della chiarezza espositiva. ------------------------------------------------------------ Modulo: DG0285 - GESTIONE DELLA STRUMENTAZIONE DI DIAGNOSTICA MEDICA ------------------------------------------------------------ --

Testi di riferimento

------------------------------------------------------------ Modulo: DG0284 - GESTIONE DEI SISTEMI SANITARI ------------------------------------------------------------ Antonello Zangrandi, Economia e management per le professioni sanitarie, McGraw-Hill (Capitoli 4, 6, 7 e 8). Per gli studenti frequentanti il testo indicato è da intendersi come materiale di riferimento e approfondimento consigliato e non obbligatorio. Ulteriore materiale didattico, documentazione tecnica, esercitazioni e materiale seminariale saranno resi disponibili durante il corso. ------------------------------------------------------------ Modulo: DG0285 - GESTIONE DELLA STRUMENTAZIONE DI DIAGNOSTICA MEDICA ------------------------------------------------------------ --

Codice insegnamento 37318

INTEGRITA' DEL SEGNALE 1° anno · 2° semestre · 6 CFU · IIET-01/A · 0 file

Parte (a) Lo scopo dell’insegnamento è fornire allo studente la conoscenza delle nozioni fondamentali dell' INTEGRITA' DEL SEGNALE e le abilità nel risolvere i problemi principali nel campo della integrità dei segnali…

Scheda dell'insegnamento

Obiettivi formativi

Parte (a) Lo scopo dell’insegnamento è fornire allo studente la conoscenza delle nozioni fondamentali dell' INTEGRITA' DEL SEGNALE e le abilità nel risolvere i problemi principali nel campo della integrità dei segnali e delle alimentazioni. Dopo aver superato l’esame lo studente sarà in grado di risolvere i problemi principali nel campo della integrità del segnale e delle alimentazioni. Parte (b) Alla fine del corso lo studente dovrebbe: - avere una profonda conoscenza e capacità di comprensione dei fenomeni che regolano la trasmissione ed integrità dei segnali digitali su PCB, packeges e chips; - avere la capacità di applicare e spiegare le leggi che governano la integrità del segnale e delle alimentazioni; - dimostrare capacità di leggere e capire altri testi sugli argomenti correlati.

Programma

Propagazione dei segnali sulle interconnessioni; Linee di trasmissione multiconduttore e diafonia; Tecniche di misura per circuiti digitali ad elevata velocità; Effetti non ideali su circuiti stampati e packages; Principi di Integrità della alimentazione dei sistemi digitali; Principi di modellistica orientata alla Signal/Power Integrity dei dispositivi; Progettazione di sistema ed elementi di Compatibilità Elettromagnetica per i circuiti digitali ad elevata velocità.

I contenuti di: - ELETTROTECNICA; - CAMPI ELETTROMAGNETICI.

  • Lezioni (conoscenza e comprensione teorica); discussioni in classe (capacità di capire e risolvere problemi); - coinvolgimento in progetti di ricerca (capacità di apprendere).

Modalità d'esame

L’esame orale, composto fino ad un massimo di tre domande sui principali contenuti del corso, è mirato ad accertare la conoscenza delle leggi della integrità del segnale e delle alimentazioni e la capacità di risolvere problemi sugli stessi argomenti. I compiti a casa scritti, composti fino ad un massimo di 10 problemi problemi, mirano ad accertare la capacità acquisita dallo studente ad applicare i principi della INTEGRITA' del SEGNALE alla risoluzione di problemi specifici. Il Progetto consiste nello sviluppo assistito di un tema di ricerca relativo ai temi del corso e di una presentazione finale. Il voto finale conseguito è calcolato considerando 60% la prova orale, 20% i compiti scritti, 20% la presentazione orale del Progetto.

Testi di riferimento

Dispense del docente sotto forma di Powerpoints.

Codice insegnamento 32373

MACCHINE E AZIONAMENTI ELETTRICI 1° anno · 1° semestre · 9 CFU · IIND-08/A · 0 file

Nell'ambito di questo insegnamento, lo studente acquisisce le conoscenze teoriche e applicative sui principali motori e azionamenti elettrici in corrente continua e alternata a velocità variabile. Al termine del processo…

Scheda dell'insegnamento

Obiettivi formativi

Nell'ambito di questo insegnamento, lo studente acquisisce le conoscenze teoriche e applicative sui principali motori e azionamenti elettrici in corrente continua e alternata a velocità variabile. Al termine del processo formativo relativo a questo insegnamento lo studente sarà in grado di scegliere e analizzare il funzionamento di motori e azionamenti elettrici per applicazioni civili e industriali.

Programma

Il modulo comprende: Introduzione agli azionamenti elettrici. Modelli dei motori elettrici a regime permanente: motori in corrente continua, motori asincroni. Modelli dei motori elettrici in regime comunque variabile: motori in corrente continua, motori asincroni, Testi in inglese motori sincroni. Controllo di velocità dei motori in corrente continua nei quadranti di funzionamento. Motori ad eccitazione indipendente: controllo della tensione di armatura, controllo della corrente di armatura, controllo della tensione di eccitazione. Controllo della velocità di motori asincroni: controllo a frequenza variabile e flusso costante, controllo a flusso ridotto. Controllo vettoriale di velocità di motori asincroni . Controllo vettoriale di velocità per motori sincroni a magneti permanenti e a riluttanza. Convertitori in corrente continua: convertitori a ponte e choppers. Azionamenti in corrente continua a velocità variabile: azionamenti mono e pluriquadrante. Convertitori in corrente alternata: inverter a 6 gradini e PWM, tecniche di modulazioni, controllo di corrente . Azionamenti in corrente alternata a velocità variabile: controllo tensione/frequenza, controllo vettoriale. Funzionamento dei motori in corrente alternata alimentanti con tensione deformata.

Lo studente deve avere le conoscenze acquisite nell’insegnamento di Elettrotecnica

Lezioni, discussioni in classe, attività laboratoriali o pratiche, partecipazione a esercitazioni guidate.

Modalità d'esame

L’esame orale, composto di 3 domande sui principali contenuti del corso, è mirato ad accertare la conoscenza dei principi del controllo di velocità dei motori elettrici, della teoria e del controllo dei principali motori e azionamenti elettrici e la capacità di analizzare il sistema azionamento elettrico, scegliere i motori e gli azionamenti elettrici in funzione delle applicazioni, leggere e comprendere testi relative ad argomenti correlati.

Testi di riferimento

Francesco Parasiliti Collazzo, Lezioni di Macchine e Azionamenti Elettrici, Università degli Studi Dell'Aquila, Dipartimento di Ingegneria Industriale e dell'Informazione e di Economia; G. K. Dubey, Power Semiconductor Controlled Drives, Prentice-Hall International Editions;; J.M.D. Murphy, F.G. Turnbull, Power Electronic Control of AC Motors, Pergamon Press; W. Leonahrd, Control of Electrical Drives, Springer-Verlag; P. Vas, Vector Control of AC Machines, Oxford Science Publications .

Codice insegnamento 40837

METODI DI PROGETTAZIONE ELETTROMAGNETICA 1° anno · 1° semestre · 9 CFU · IINF-02/A · 0 file

L'obiettivo dell’insegnamento è quello di introdurre lo studente ai metodi per la progettazione di strutture elettromagnetiche di tipo passivo, comunemente usate nei Sistemi di Telecomunicazione e nell'Elettronica.

Scheda dell'insegnamento

Obiettivi formativi

L'obiettivo dell’insegnamento è quello di introdurre lo studente ai metodi per la progettazione di strutture elettromagnetiche di tipo passivo, comunemente usate nei Sistemi di Telecomunicazione e nell'Elettronica.

Programma

Nel corso vengono trattati i principali metodi per la progettazione elettromagnetica di strutture d’interesse nelle telecomunicazioni e nelle altre applicazioni dell’elettromagnetismo. Nella prima parte si acquisiscono gli strumenti per la progettazione di giunzioni a microonde aventi un assegnato comportamento in frequenza. Nella seconda parte si studiano i metodi per la sintesi elettrica di schiere di antenne a prestazioni elevate e delle antenne ad apertura. Al termine del corso lo studente sarà in grado di: - progettare filtri e trasformatori d’impedenza a microonde, sia con tecniche analitiche che numeriche; - progettare particolari giunzioni a microonde (transizioni, discontinuità, accoppiatori, ecc.); - sintetizzare diagrammi di radiazione di antenne a schiera; - utilizzare pacchetti software per l’analisi e l’ottimizzazione di strutture elettromagnetiche. DETTAGLI PROGRAMMA: Trasformatori d’impedenza multisezione, sintesi binomiale e di Chebyshev. Reti equalizzatrici e loro limiti. Reti di adattamento a costanti concentrate. Giunzioni ibride a larga banda. Strutture periodiche, filtri a microonde. Sintesi di filtri mediante il metodo dei parametri immagine e il metodo della perdita d’inserzione. Metodi numerici per l’analisi e l’ottimizzazione di giunzioni a microonde (MoM, FDTD, FEM). Tecniche per la sintesi del fattore di array di un’antenna a schiera, cerchio di Shelkunoff, sintesi di Dolph-Chebyshev, di Woodward e di Elliott. Schiere di slot, schiere di patch.

Lo studente deve conoscere la Teoria dei Campi Elettromagnetici e avere basi adeguate sugli elementi radianti e sui circuiti passivi a microonde.

Lezioni teoriche vengono alternate a esercitazioni di laboratorio ed esercitazioni numeriche in aula.

Modalità d'esame

L'esame consiste in una prova orale durante la quale vengono posti 3 quesiti, aventi uguale peso nella attribuzione del voto finale. Gli studenti sono comunque invitati a svolgere un progetto, inerente gli argomenti trattati nel corso, che verrà valutato in luogo di uno dei quesiti prima citati. L’attribuzione del voto rifletterà i seguenti livelli di preparazione - sufficiente: conoscenza base degli argomenti OF1 and OF2; - adeguata: acquisizione di una basilare abilità di problem solving OF2 and OF3; - buona: capacità di ragionamento rigoroso e di comunicazione OF4; - approfondita: saper fare connessioni e leggere criticamente altri testi OF5.

Testi di riferimento

1) David M. Pozar, Microwave Engineering, Wiley, 2011 ISBN: 978-0-470-63155-3; 2) Robert E. Collin, Foundation for Microwave Engineering, second edition, McGraw-Hill, 1992; 3) Robert S. Elliott An Introduction to Guided Waves and Microwave Circuits, Prentice-Hall,1993; 4) Fred Gardiol, Microstrip Circuits, J. Wiley &Sons, 1994; 5) E. H. Fooks, R. A. Zakarevicius, Microwave Engineering using Microstrip Circuits, Prentice-Hall, 1990; 6) Robert E. Collin, Antennas and Radiowave Propagation, McGraw-Hill, 1985.

Codice insegnamento 6798

MICROELETTRONICA 1° anno · 2° semestre · 9 CFU · IINF-01/A · 0 file

Questo insegnamento si propone di fornire gli elementi di base di progettazione analogica di circuiti integrati, in particolare a bassa frequenza. Dopo l'esame, lo studente è in grado di progettare, a livello…

Scheda dell'insegnamento

Obiettivi formativi

Questo insegnamento si propone di fornire gli elementi di base di progettazione analogica di circuiti integrati, in particolare a bassa frequenza. Dopo l'esame, lo studente è in grado di progettare, a livello microelettronico, semplici circuiti e sistemi analogici.

Programma

Il transistor MOS. Progettazione di blocchi analogici in tensione (tra cui, OTA). Progettazione a bassa tensione e bassa potenza. Progettazione di blocchi analogici in corrente (CCII,VCII). Circuiti e interfacce per sensori. SC e SOA. Tecniche di riduzione e di offset e rumore e di estrazione del segnale. Processo CMOS. Layout. Latch-up.

la conoscenza delle nozioni dell’elettronica analogica (fornite nei corsi di Elettronica I e II)

Lezioni frontali. Sessioni al PC con simulatore circuitale (Spice).

Modalità d'esame

Domande durante le lezioni. Discussioni durante le sessioni al PC con Spice dove lo studente è lasciato solo a progettare circuiti integrati. Comprensione dei concetti forniti nell'ambito del corso e del loro inquadramento organico, capacità di tradurre le nozioni teoriche acquisite in semplici esempi di progettazione. Particolare importanza sarà attribuita allo svolgimento, da parte dello studente, di una tesina di progettazione di un circuito o sistema microelettronico in tecnologia integrata CMOS standard.

Testi di riferimento

Ferri, Stornelli: Circuiti e sistemi per la microelettronica, Ed. LUna

Codice insegnamento 33083

MISURE PER L'AUTOMAZIONE E L'INDUSTRIA 1° anno · 1° semestre · 9 CFU · IMIS-01/B · 0 file

Il corso ha lo scopo di fornire le nozioni necessarie per la corretta progettazione, organizzazione e gestione dei moderni sistemi per la misura e il controllo dei principali processi produttivi industriali oltre che i…

Scheda dell'insegnamento

Obiettivi formativi

Il corso ha lo scopo di fornire le nozioni necessarie per la corretta progettazione, organizzazione e gestione dei moderni sistemi per la misura e il controllo dei principali processi produttivi industriali oltre che i principi del machine learning applicato all’automazione industriale. Alla fine del corso lo studente che ha superato l’esame di profitto, dovrebbe essere in grado di comprendere il funzionamento dei sistemi utilizzati per l’automazione industriale e dei sistemi di machine learning nelle Smart Digital Factory.​​​​​​​

Programma

Il corso affronta tematiche a forte connotazione industriale: la progettazione, la gestione, l’integrazione di sistemi, le reti industriali e l’interfaccia uomo-macchina sono alcuni degli argomenti che saranno illustrati. Gli argomenti trattati comprendono: -) La produzione industriale: tipologie di processi produttivi; storia dell’automazione; la macchina automatica. -) Industria 4.0: le rivoluzioni industriali; Digital Factory; Digital Manufacturing; Industria 4.0: le tecnologie abilitanti; Internet delle cose (IoT); Digital Twin; Virtual Commissioning. -) Sistemi a logica cablata: la macchina automatica temporizzata; i relè; i contattori; schemi di potenza e schemi funzionali; circuito di autoritenuta. -) Controllori a Logica Programmabile (PLC): la Normativa IEC 61131; componenti fondamentali di un PLC; i cicli di funzionamento della CPU. -) Descrizione hardware e software del PLC: caratteristiche hardware e software; aree di memoria; immagine degli ingressi e delle uscite; i blocchi di codice. -) Il linguaggio a contatti (programmazione lineare): il concetto di contatto e di bobina; regole di scrittura e di esecuzione del linguaggio a contatti; temporizzatori e contatori; -) Conversione degli schemi funzionali: dallo schema elettrico al programma utente: definizione e regole di conversione; circuiti a ponte; circuiti a diodi; switch; l’autoritenuta; considerazioni sul cablaggio; esercizi sulla gestione dei motori asincroni trifase. -) Il linguaggio SFC: diagramma di stato; azioni; transizioni; sequenze; regole di evoluzione. -) Il linguaggio a contatti (programmazione sequenziale): merker di passo; transizioni; ciclo macchina. -) Il linguaggio a contatti (programmazione avanzata strutturata): uso dei vettori di fase; conversione del programma con blocchi funzionali; gestione multi-progetti. -) I trasduttori in ambito industriale: trasduttori di temperatura; trasduttori di posizione; encoder; resolver; trasduttori di livello; trasduttori di pressione; trasduttori di portata; indicatori di stato. -) Controllo di processo: regolazione industriale; isteresi; regolatori standard PID; metodo di Ziegler-Nichols. -) Integrazione dell’informazione (Computer Integrated Manufacturing): il modello ISO/OSI; il CIM; reti di comunicazione per l'automazione industriale; bus di campo. -) Standard di comunicazione seriale: RS232; RS422; RS485. -) Bus di comunicazione industriale: Profibus; cenni di Ethetnet; Profinet; OPC UA; Web Server. -) Integrazione uomo-macchina: HMI; SCADA; accesso ai dati tramite pagine Web. -) Distributed Control Systems: gestione di I/O remoto; reti di controllori; comunicazioni distribuite. -) Machine learning per l’automazione industriale: acquisizione e preparazione di dati provenienti da sensori, PLC e ambienti di simulazione. ​​​​​​​-) Metodologie di regressione, classificazione e rilevamento delle anomalie; validazione e interpretazione dei risultati. -) Applicazioni al monitoraggio di processo, alla diagnostica dei guasti e alla manutenzione predittiva; caso di studio su un sistema reale o simulato e cenni all’integrazione con PLC, HMI e SCADA.Il corso sarà integrato da una serie di attività pratiche specifiche, a supporto degli aspetti teorici. Alcuni strumenti hardware e software (ad esempio PLC, HMI, TIA PORTAL, Machines Simulator, etc..) vengono utilizzati per implementare e testare algoritmi di automazione industriale.

Elettrotecnica, Misure elettriche, Fondamenti di informatica

Lezioni frontali e attività sperimentali.

Modalità d'esame

Accertamento del processo di apprendimento: discussioni informali sono utilizzate per approfondire la comprensione dello studente. La partecipazione attiva è stimolata da esercizi da risolvere in aula e da discussioni su esempi concreti. Accertamento dei risultati di apprendimento: sviluppo e discussione di un progetto (60%) esame orale (40%). Sviluppo e discussione di un progetto: verrà assegnato un progetto da svolgere singolarmente o in gruppo. L’oggetto del progetto è l’approfondimento su una o più tematiche discusse in classe. Il progetto prevede un’attività sperimentale da condursi in laboratorio in modo da maturare una conoscenza progettuale e applicativa. Una relazione sull’attività svolta sarà prodotta al termine del progetto. La discussione del progetto avviene con una presentazione. Esame orale: La prova orale consiste nella risposta ad alcune domande relative gli argomenti trattati nel corso.

Testi di riferimento

Le dispense delle lezioni saranno pubblicate nella pagina di E-leaning del corso. Libri consigliati per approfondimenti: -) G. Pirraglia, Programmare con i nuovi PLC S7-1200 e S7-1500, Hoepli. -) G. Pirraglia, Programmazione avanzata con PLC S7-1200/1500, HMI, I/O analogici e orologio HW, Hoepli. -) R. Pigan, M. Metter, Automating with PROFINET: Industrial Communication Based on Industrial Ethernet, Publicis McD Werbeagentur. -) R. Koch, R. Lueftner, Communication Network in Automation, Publics Pixelpark. -) C.Bonivento, L. Gentili, A. Paoli, Sistemi di automazione industriale, Mc Graw Hill. -) M. Veronesi, Regolazione PID, FrancoAngeli. -) A. Géron, Hands-On Machine Learning with Scikit-Learn, Keras, and TensorFlow, 3rd Edition, O’Reilly Media, 2022.

Codice insegnamento 37153

SISTEMI DI CONTROLLO 1° anno · 1° semestre · 9 CFU · IINF-04/A · 0 file

Il principale obiettivo del corso è dare allo Studente le informazioni e gli strumenti essenziali dei controlli automatici di base. Lo Studente dovrebbe imparare come progettare un controllore per sistemi lineari…

Scheda dell'insegnamento

Obiettivi formativi

Il principale obiettivo del corso è dare allo Studente le informazioni e gli strumenti essenziali dei controlli automatici di base. Lo Studente dovrebbe imparare come progettare un controllore per sistemi lineari stazionari a tempo continuo e acquistare abilità nella validazione del controllore progettato, tramite strumentazione Matlab.

Programma

Sistemi descritti da equazioni differenziali ordinarie lineari. Trasformata di Laplace. Funzione di trasferimento. Stabilità. Risposta a regime permanente e transitoria. Diagrammi di Bode. Nozione della retroazione. Criterio di Nyquist. Spefiche di controllo a regime e nel transitorio. Controllo proporzionale, integrale, derivativo. Compensatori con reti anticipatrici e ritardatrici nel dominio della frequenza. Compensatori tramite il luogo delle radici. Compensatori progettati nello spazio di stato. Assegnazione degli autovalori. Osservatore. Principio di separazione. Validazione controllore con Matlab. A completamento con successo del corso, lo Studente dovrebbe essere capace di: - trattare funzioni di trasferimento di sistemi stazionari lineari a tempo continuo; - progettare con ausilio di Matlab controllori con metodi nel dominio della frequenza e con il luogo delle radici; - progettare con ausilio di Matlab controllori con metodi basati sullo spazio di stato; - validare il controllore tramite strumentazione Matlab; - dimostrare capacità di lettura e discernimento di testi sull'argomento.

Fondamenti di analisi matematica, fisica e algebra lineare.

Lezioni frontali alla lavagna. Costruzione e implementazione di programmi Matlab per la progettazione e la validazione di controllori, con uso di proiettore.

Modalità d'esame

Progettazione con ausilio di Matlab di controllori nel dominio della frequenza e con il luogo delle radici. Progettazione (solo 9cfu) con ausilio di Matlab di stabilizzatori con retroazione dallo stato e dallo stato stimato. Verifica della teoria sviluppata con domanda scritta. Colloquio relativo al progetto dei controllori e alla risposta scritta sulla teoria. Per i 6CFU, ogni esercizio in Matlab vale 10 punti, equamente divisi per ciascuna specifica richiesta. Per i 9CFU, ogni esercizio in Matlab vale 7.5 punti, equamente divisi per ciascuna specifica richiesta. Instabilità corrisponde a valutazione zero. La domanda scritta sulla teoria vale 10 punti per i 6CFU e 7.5 punti per i 9 CFU.

Testi di riferimento

ALBERTO ISIDORI, SISTEMI DI CONTROLLO, SIDEREA SERGIO BITTANTI, INTRODUZIONE ALL’AUTOMATICA, ZANICHELLI, 2014 A. GERMANI, C. MANES, P. PEPE, Teoria dei sistemi, dispensa didattica, 2003. G.F. FRANKLIN, J.D. POWELL, A. EMAMI-NAEINI, FEEDBACK CONTROL OF DYNAMIC SYSTEMS, PRENTICE-HALL. A. GIUA, C. SEATZU, Analisi dei sistemi dinamici, SPRINGER. O.M. GRASSELLI, L. MENINI, S. GALEANI, Sistemi Dinamici. Introduzione all'analisi e primi strumenti di controllo, HOEPLI. P. Palumbo, Esercizi di Teoria dei Sistemi, Editore Libreria Universitaria Benedetti.

Codice insegnamento 37130

TIROCINI FORMATIVI 1° anno · 9 CFU · 0 file
ELABORAZIONE DEI DATI E DELLE INFORMAZIONI DI MISURA 2° anno · 9 CFU · IMIS-01/B · 0 file

L’obiettivo del corso è quello di fornire allo studente la conoscenza delle tecniche di misurazione basate sull’elaborazione dei segnali di misura e del principio di funzionamento della moderna strumentazione…

Scheda dell'insegnamento

Obiettivi formativi

L’obiettivo del corso è quello di fornire allo studente la conoscenza delle tecniche di misurazione basate sull’elaborazione dei segnali di misura e del principio di funzionamento della moderna strumentazione elettronica.​​​​​​​

Programma

Gli argomenti trattati nel modulo comprendono: Strumenti e tecniche per la misurazione del segnale digitale nei domini del tempo e della frequenza. Utilizzo di algoritmi DFT / FFT attraverso l'uso di tecniche di windowing e d’interpolazione, per ridurre il leakage e migliorare l’accuratezza. Interpolazioni nel dominio del tempo e nel dominio della frequenza. Tecniche di progettazione di filtri digitali. Architettura di convertitori A/D a sovracampionamento e sigma-delta. Architettura dei generatori di segnali digitali (DDS e arbitrari). Caratterizzazione metrologica di sistemi di acquisizione dati e A/D. Introduzione all'uso di PC, microcontrollori e DSP nella strumentazione avanzata e nel monitoraggio dei processi.Al completamento con successo di questo modulo, lo studente dovrebbe:• essere in grado di scegliere metodi di misurazione e trattamento del segnale rilevanti in molti settori delle scienze e delle tecnologie;• essere in grado di sviluppare metodi di stima dei parametri da sequenze di segnali e spettri di frequenza;• dimostrare la capacità di definire e selezionare le strategie appropriate per risolvere i problemi, utilizzando l'elaborazione digitale dei segnali applicata a segnali misurati;• avere una profonda conoscenza dell'elaborazione dei segnali più idonea per le diverse applicazioni di misura come quelle basate sull’uso dei sensori, o quelle relative al monitoraggio dei processi industriali;• avere conoscenza e comprensione dei principi di funzionamento della strumentazione digitale avanzata, come strumenti virtuali, analizzatori FFT, generatori DDS e di segnali arbitrari, sistema di misurazione con elaborazione integrata (embedded);• comprendere e saper spiegare le specifiche della strumentazione digitale con un atteggiamento critico e, diventare un utente sofisticato dei moderni sistemi di misurazione;• dimostrare abilità e capacità nel simulare metodi e algoritmi di misurazione in Matlab;• dimostrare capacità nel comunicare i risultati delle attività tecniche in modo chiaro e coerente, mediante una documentazione sistematica e significativa per lo specifico sistema di misura progettato e assemblato.Il corso sarà integrato da una serie di attività pratiche dedicate, a sostegno degli aspetti teorici. Alcuni strumenti di elaborazione dati (ad esempio Matlab) verranno applicati per implementare e testare algoritmi di misurazione. Saranno usati sistemi di acquisizione dati commerciali basati sul PC per acquisire dati reali in alcune applicazioni sperimentali.Saranno sviluppate in laboratorio alcune attività dedicate alla progettazione e all'implementazione di software per sistemi di acquisizione dati e all'elaborazione in tempo reale dei segnali misurati.

Non c’è una verifica formale dei pre-requisiti richiesti.

Lezioni frontali e attività sperimentali.

Modalità d'esame

L’accertamento del processo d’apprendimento viene effettuato mediante un’interazione continua tra il docente e gli studenti durante le lezioni, le esercitazioni e le attività svolte in laboratorio. L’accertamento del raggiungimento degli obiettivi formativi verifica l’abilità dello studente nel comprendere e sapere applicare la conoscenza nel settore dell’elaborazione delle informazioni ottenute mediante processi di misurazione. Il raggiungimento dei risultati di apprendimento previsti è svolto anche assegnando un progetto di laboratorio, da svolgere generalmente in gruppo. L'esame consisterà in una discussione su tre argomenti del corso, proposti dall'insegnante durante l'esame, compresa la discussione sulle attività sperimentali.I criteri per la valutazione saranno: il livello di conoscenza degli strumenti e delle tecniche per la misurazione del segnale digitale nei domini del tempo e della frequenza, e dei principali strumenti e tecniche di misura presentati nel corso, la capacità di applicare le conoscenze, la capacità di comunicazione e il linguaggio scientifico utilizzato, la chiarezza e completezza delle spiegazioni, il senso critico.

Testi di riferimento

Le dispense delle lezioni saranno pubblicate nella pagina di E-leaning del corso.Libri consigliati per approfondimenti:V. Oppenheim, Ronald W. Schafer, Discrete-time Signal Processing, Prentice Hall.R.A.Witte, Spectrum and Network Measurements, Prentice Hall.S.Qian, D.Chen, Joint Time-Frequency Analysis: Method and Application, PTR Prentice Hall.

Codice insegnamento 30631

ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI II 2° anno · 9 CFU · IINF-01/A · 0 file

Il corso si propone di fornire competenze avanzate nella progettazione e realizzazione di sistemi elettronici digitali complessi. Gli studenti acquisiranno una conoscenza approfondita delle architetture digitali, delle…

Scheda dell'insegnamento

Obiettivi formativi

Il corso si propone di fornire competenze avanzate nella progettazione e realizzazione di sistemi elettronici digitali complessi. Gli studenti acquisiranno una conoscenza approfondita delle architetture digitali, delle tecnologie CMOS, delle metodologie di progettazione a più livelli di astrazione, e della descrizione hardware tramite linguaggi HDL, in particolare VHDL.Saranno inoltre trattati:le rappresentazioni numeriche in virgola fissa e virgola mobile, e i relativi circuiti aritmetici;le architetture sequenziali complesse basate su macchine a microcodice, con evoluzione da FSM a controller a microprogramma e definizione di un set di istruzioni semplificato (base per microprocessori).

Programma

Introduzione ai sistemi digitali integrati: tecnologie, metodologie e flussi di progettoRichiami di circuiti logici CMOS: ritardo di propagazione, consumo di potenza, fanoutLivelli di astrazione nella progettazione digitale: comportamento, RTL, strutturaLinguaggi di descrizione hardware: introduzione al VHDLProgettazione di blocchi combinatori e sequenziali in VHDLFSM (Finite State Machines): progettazione, codifica e ottimizzazioneSistemi aritmetici digitali: rappresentazioni in virgola fissa e mobile, addizionatori, moltiplicatori e unità floating-pointMacchine a microcodice: progettazione di controller microprogrammati, definizione di set di istruzioni, struttura base di un microprocessorePipelining, retiming, timing closureSintesi, simulazione e implementazione su FPGAEsercitazioni pratiche su schede FPGA didatticheCenni a bus digitali, comunicazione e gestione dell’I/O

Aver sostenuto con esito positivo l'esame di "Elettronica dei Sistemi Digitali I". In ogni caso, si richiede familiarità con i circuiti logici combinatori e sequenziali, e una conoscenza di base della descrizione hardware.

Lezioni frontali con supporto di presentazioni e dispense fornite dal docente. Esercitazioni settimanali in aula e in laboratorio, con attività pratiche su schede FPGA. L’insegnamento è supportato da esempi, simulazioni e progettazione guidata di componenti e sistemi digitali.

Modalità d'esame

L’esame finale prevede:Prova scritta teorico-praticaVerifica delle competenze progettuali acquisite tramite le attività di laboratorio (valutazione delle esercitazioni svolte)La partecipazione attiva alle esercitazioni contribuisce alla valutazione finale.

Testi di riferimento

Dally, W., Harting, R., & Aamodt, T. (2015). Digital Design Using VHDL: A Systems Approach. Cambridge University Press. doi:10.1017/CBO9781316162651Zwolinski, M. (2004). Digital System Design with VHDL, 2nd Edition. Pearson EducationHarris, D.M., & Harris, S.L. (2021). Progettazione di sistemi elettronici digitali – RISC-V Edition. McGraw-Hill Education (trad. italiana)Materiale didattico integrativo sarà fornito dal docente nel corso delle lezioni.

Codice insegnamento 27606

ELETTRONICA DELLE MICROONDE 2° anno · 9 CFU · IINF-01/A · 0 file

Scopo del corso è di fornire i concetti principali necessari per la progettazione di circuiti a microonde, in vista di applicazioni alla tecnologia dell´informazione. Vengono descritti i principali tipi di circuiti…

Scheda dell'insegnamento

Obiettivi formativi

Scopo del corso è di fornire i concetti principali necessari per la progettazione di circuiti a microonde, in vista di applicazioni alla tecnologia dell´informazione. Vengono descritti i principali tipi di circuiti insieme ai relativi metodi di progettazione, inclusi i programmi di CAD.

Programma

Gli argomenti del corso comprendono: Metodi di analisi lineari, principali metodi ed algoritmi di analisi non lineare. Programmi di CAD commerciali. Amplificatori lineari: guadagno, stabilità, adattamento, banda passante, rumore, amplificatori bilanciati e multistadio. Amplificatori di potenza: potenza, guadagno, efficienza, distorsione, aomplficatori complessi (Envelope Tracking, Doherty, etc.). Oscillatori: stabilità e condizioni di oscillazione, risonanza serie e parallelo, oscillatori free-running, (stabilità in frequenza, frequency pulling, rumore di fase), VCO (banda di accordo, elementi di accordo). Mixers:conversione di frequenza con elementi non lineari, metodi di progetto, mixer attivi e passivi, configurazioni singolarmente e doppiamente bilanciate. Progetto di un circuito a microonde, fabbricazione (a cura del personale del Laboratorio), misura e ´reverse engineering´ se necessario.

Lo studente deve avere nozioni di base di elettronica e di campi elettromagnetici, quali quelli insegnati nei corsi di Elettronica I & II e di Campi Elettromagnetici.

Lezioni ed esercitazioni.

Modalità d'esame

Esame orale; progetto e test di un circuito a microonde.

Testi di riferimento

G.Vendelin, A.Pavio, U.Rohde, Microwave Circuit Design Using Linear and Nonlinear Techniques, 2nded., Wiley, 2005

Codice insegnamento 3114

ELETTRONICA INDUSTRIALE E DI POTENZA 2° anno · 9 CFU · IIND-08/A · 0 file

Nell’ambito dell’insegnamento lo studente acquisisce le conoscenze teoriche e le competenze progettuali proprie del settore dell’elettronica industriale. Lo studente sarà in grado di conoscere, comprendere e progettare i…

Scheda dell'insegnamento

Obiettivi formativi

Nell’ambito dell’insegnamento lo studente acquisisce le conoscenze teoriche e le competenze progettuali proprie del settore dell’elettronica industriale. Lo studente sarà in grado di conoscere, comprendere e progettare i sistemi di conversione statica utilizzati nel moderno settore di produzione, conversione, trasmissione, distribuzione, utilizzazione e stoccaggio dell’energia elettrica, così come nel settore della mobilità elettrica. La formazione mira a fornire le conoscenze teoriche e tecniche riguardo le architetture, i dispositivi, i circuiti ed ai sistemi di controllo e comando utilizzati nella conversione statica dell’energia elettrica, considerando applicazioni in corrente continua ed in corrente alternata. Il processo formativo ha inoltre come obiettivo quello di trasmettere allo studente le competenze e le metodologie per la progettazione dei principali sistemi statici per la conversione dell’energia elettrica e dei relativi sistemi digitali di controllo e comando con riferimento alle problematiche tipiche del settore. Completano il processo indicazioni sugli aspetti di natura termica, meccanica e di integrazione dei convertitori statici nelle applicazioni reali. Con l’obiettivo di supportare l’accrescimento delle competenze saranno messi a disposizione degli studenti specifici software di simulazione e progettazione con i quali effettuare sessioni di esercitazione guidata e autonoma.

Programma

Il corso si articola nei seguenti argomenti. Introduzione ai convertitori statici e classificazione, panoramica sugli interruttori di potenza allo stato solido per convertitori statici e caratteristiche principali, dispositivi commerciali e indicazioni sull’utilizzo in base all’applicazione. Convertitori AC-DC non controllati, monofase e trifase, analisi delle grandezze in regime deformato, commutazione della corrente, dimensionamento. Convertitori AC-DC a tiristori, principi di funzionamento, dimensionamento e applicazioni. Convertitori a commutazione: architetture di base, relativi filtri, grandezze caratteristiche, conduzione continua e discontinua, caratteristiche di controllo e caratteristiche ingresso uscita, dimensionamento. Cenni sui trasformatori in alta frequenza Principali architetture, tecniche di comando, grandezze caratteristiche e dimensionamento dei seguenti convertitori: DC-DC isolati e non isolati, convertitori DC- AC, convertitori risonanti, convertitori per il controllo del fattore di potenza (PFC). Cenni sui convertitori multilivello, convertitori AC-AC e filtri attivi. Richiami di elettronica e dispositivi digitali, dispositivi di controllo real-time, comando e misura analogici e digitali orientati ai convertitori statici. Cenni sugli strumenti di studio e simulazione dei convertitori, esercitazioni guidate al simulatore sui principali convertitori analizzati nel corso.

Lo studente deve avere competenze inerenti ai campi dell’elettrotecnica e delle macchine elettriche

Lezioni frontali, discussioni in classe e partecipazione a esercitazioni guidate ed esercitazioni svolte in autonomia. Visite didattiche presso aziende e/o impianti

Modalità d'esame

La verifica dell’apprendimento viene effettuata in due parti. La prima parte (20%) prevede la verifica delle competenze dello studente nell’approfondire in autonomia il funzionamento di un convertitore statico dal punto di vista teorico e tramite l’ausilio di strumenti di simulazione. A tal scopo lo studente prepara ed illustra una presentazione sul lavoro svolto tramite la quale dimostra il livello di conoscenza teorica e tecnica acquisita sul convertitore. Sarà valutata la padronanza nell’uso del sistema di simulazione e la comprensione del funzionamento del dispositivo. La seconda parte (80%) prevede un esame orale costituito da 3 domande sui principali contenuti del percorso formativo. Il docente valuta le conoscenze teoriche e tecniche, le competenze modellistiche e progettuali.

Testi di riferimento

Mohan, Undeland, Robbins, Power Electronics, John Wiley and Sons (traduzione) Muhammad H. Rashid, Elettronica di Potenza vol. 1 e 2, Ed. Pearson Prentice Hall (traduzione)

Codice insegnamento 37732

NANOFOTONICA 2° anno · 9 CFU · PHYS-04/A · 0 file

Scopo del corso è di insegnare agli studenti i concetti dell'ottica moderna a partire dallo studio dei principi dell'ottica classica basati sull'uso delle equazioni di Maxwell per la descrizione dei fenomeni ottici…

Scheda dell'insegnamento

Obiettivi formativi

Scopo del corso è di insegnare agli studenti i concetti dell'ottica moderna a partire dallo studio dei principi dell'ottica classica basati sull'uso delle equazioni di Maxwell per la descrizione dei fenomeni ottici fondamentali: riflessione, rifrazione, interferenza, diffrazione, dispersione cromatica e stato di polarizzazione di un'onda elettromagnetica. Queste nozioni sono la base per lo studio delle interazioni della luce con materiali nanostrutturati. Inoltre, il corso intende fornire elementi introduttivi della scienza dei materiali artificiali, dei metamateriali e delle strutture plasmoniche, di notevole importanza in molte applicazioni moderne. Queste conoscenze sono necessarie affinché gli studenti comprendano le nozioni più avanzate per la progettazione e la fabbricazione di nuovi dispositivi fotonici e nanofotonici che trovano già applicazioni in una vasta gamma di campi di ricerca che vanno dalla chimica, alla medicina, alla biotecnologia così come per le applicazioni elettroniche e fotoniche nella robotica. I principali argomenti che saranno trattati nel corso comprendono: 1. le soluzioni delle equazioni di Maxwell per le onde piane 2. Le leggi della riflessione e della rifrazione della luce e i relativi coefficienti di riflessione e rifrazione 3. Metodi per il cambiamento e il controllo dello stato di polarizzazione di un'onda elettromagnetica 5. L’effetto elettro-ottico e il suo uso per la modulazione in ampiezza e/o in fase della luce 6. Il fenomeno dell’interferenza e della diffrazione 7. I laser 8. elementi di plasmonica 9. metamateriali elettromagnetici Dopo aver superato l’esame lo studente sarà in grado di: 1. Applicare i principi dell'ottica classica per determinare le leggi di propagazione di un'onda elettromagnetica e per controllare e/o modificare il suo stato di polarizzazione; 2. Descrivere il funzionamento di un laser utilizzando l’approccio semiclassico delle equazioni di bilancio; 3. Utilizzando sia metodi analitici e numerici (tramite l’uso del software COMSOL Multiphysics), progettare: (i) semplici configurazioni elettromagnetiche basate su metamateriali e metasuperfici, (ii) sensori basati sulle risonanze plasmoniche;

Programma

1) Soluzione delle equazioni di Maxwell nel vuoto. Energia di un’onda elettromagnetica (vettore di Poynting). Propagazione di campi monocromatici nel formalismo complesso. 2) Equazioni di Maxwell macroscopiche, definizione della suscettività dielettrica e magnetica, modello di Lorentz e Drude. Descrizione dei fenomeni di dispersione e dissipazione. 3) Propagazione di campi non monocromatici. Concetto di velocità di gruppo. 4) L’interferenza e la diffrazione della luce. 5) Leggi della riflessione e rifrazione della luce ottenute dalle condizioni al contorno di un'onda elettromagnetica all'interfaccia di due mezzi differenti. Coefficienti di riflessione e rifrazione di Fresnel. L'angolo di Brewster e suo uso per avere luce polarizzata. Teoria della propagazione nei mezzi stratificati. 6) Principi dell'ottica geometrica: formazione dell'immagine da superfici planari e sferiche; riflessione totale interna; formazione dell'immagine usando le lenti; l'approccio del formalismo delle matrici per l’ottica geometrica. 7) Polarizzazione della luce ellittica, lineare e circolare. Il formalismo di Jones per la descrizione della propagazione della luce nei cristalli anisotropi. La propagazione della luce in cristalli anisotropi: le lamine di ritardo a mezza onda e a un quarto d'onda; 8) L'effetto elettro-ottico lineare. Propagazione della luce nei cristalli elettro-ottici. Modulazione in ampiezza e in fase della luce. 9) Sistemi atomici a due livelli. Emissione spontanea, stimolata e assorbimento della luce. L'inversione di popolazione in un sistema atomico: laser a tre e quattro livelli. I coefficienti di Einstein e le equazioni di bilancio per i laser. Coefficienti di guadagno e perdita e tempo di vita del fotone in una cavità laser. Laser in funzionamento in continua (funzionamento CW). Laser a semiconduttori. 10) Introduzione a COMSOL Multiphysics per la simulazione di semplici dispositivi fotonici 13) L'eccitazione plasmone-polaritone (SPPs) all’interfaccia tra un metallo e un dielettrico. Sensori ottici basati sull’eccitazione di SPPs. 14) Introduzione ai metamateriali, lente di Pendry, teoria dei metamateriali multistrato, introduzione ai concetti di magnetismo ottico, “spoof surface plasmons”; metamateriali iperbolici.

Lo studente deve conoscere le equazioni di Maxwell e i principi del calcolo differenziale per quanto riguarda la soluzione delle equazioni differenziali omogenee e non omogenee di primo e secondo ordine.

Lezioni frontali e laboratorio computazionale. Durante le lezioni, l'insegnante stimola la discussione con gli studenti per far emergere i principali dubbi e le difficoltà incontrate nella comprensione degli argomenti esposti. Durante il corso, agli studenti sarà proposto di progettare numericamente alcuni semplici dispositivi fotonici utilizzando il software di simulazione COMSOL Multiphysics. Inoltre saranno proposte delle attività sperimentali. Tale attività saranno precedute da lezioni sulla preparazione, descrizione e progettazione degli esperimenti proposti.

Modalità d'esame

1.Prevalutazione: Non c’è una verifica formale dei prerequisiti richiesti, ma tale valutazione verrà fatta durante l’accertamento del processo di apprendimento.2. Accertamento del processo di apprendimento: L’accertamento del processo di apprendimento viene effettuato mediante una interazione continua tra il docente e gli studenti durante le lezioni. Gli studenti sono coinvolti in discussioni e proposte di strategie per la soluzione degli esercizi proposti per mezzo di domande orali rivolte a tutta la classe. 3. Prova orale (70%) e tesina (30%). La prova orale sarà atta a verificare la conoscenza degli aspetti teorici della materia. La tesina, assegnata dal docente, verrà svolta sotto forma di presentazione power point e riguarderà la progettazione di dispositivi fotonici presentati a lezione e le attività sperimentali proposte durante il corso.​​​​​​​ I criteri per la valutazione saranno: il livello di conoscenza degli argomenti del corso, le competenze acquisite, il linguaggio scientifico utilizzato, la chiarezza e completezza delle spiegazioni.

Testi di riferimento

1) A. Yariv, P. Yeh, "Photonics: Optical Electronics in Modern Communications"Oxford Series in Electrical and Computer Engineering. Oxford University Press, Oxford (2006) 2) J. D. Jackson, Classical Electrodynamics (Wiley, New York, 1999), 3rd ed.

Codice insegnamento 32372

PROGETTAZIONE DI SISTEMI ELETTRONICI INTEGRATI 2° anno · 9 CFU · IINF-01/A · 0 file

Il corso si propone di fornire una formazione avanzata nella progettazione di sistemi elettronici integrati, con particolare riferimento a circuiti digitali e mixed-signal su tecnologia CMOS. Una parte sostanziale del…

Scheda dell'insegnamento

Obiettivi formativi

Il corso si propone di fornire una formazione avanzata nella progettazione di sistemi elettronici integrati, con particolare riferimento a circuiti digitali e mixed-signal su tecnologia CMOS. Una parte sostanziale del corso è dedicata alla progettazione delle memorie NAND Flash, includendo le più recenti evoluzioni tecnologiche (planare, 3D, multilevel). Tali argomenti saranno trattati in collaborazione con progettisti esperti dell’azienda Micron, leader mondiale nella produzione di memorie non volatili.

Programma

  • Introduzione al corso - Generalità sui circuiti integrati: tecnologie di produzione, modelli economici di sviluppo - Flussi di progettazione: analogico full-custom, digitale full-custom, digitale sintetizzato - Richiami sulla progettazione analogica e digitale in tecnologia CMOS - Sintesi logica e progettazione digitale RTL - Memorie a semiconduttore: panoramica su volatili e non volatili Memorie NAND Flash: - Tecnologie planari, 3D, multilivello - Architettura generale e blocchi funzionali (Memory Core, Row Path) - Circuiti di sensing multilevel - Sezione analogica: tensioni di riferimento, pompe di carica, regolatori - Logica di controllo e interfaccia ONFI - Data path e controlli di accesso - Design for Testability (DFT) - Power delivery e signal integrity Esercitazioni di design e simulazione: - Simulazioni a livello transistor - Simulazioni logiche di sistema - Verifica post-sintesi - Introduzione al layout design e problematiche di physical design - Esercitazioni di laboratorio su tool di IC design

È richiesta una solida preparazione di base in microelettronica analogica e progettazione digitale. È inoltre necessaria la conoscenza di almeno un linguaggio di descrizione dell'hardware (HDL).

Lezioni frontali integrate da seminari tenuti da esperti del settore industriale. Esercitazioni in aula e in laboratorio su strumenti di simulazione e progettazione di circuiti integrati.

Modalità d'esame

La verifica dell’apprendimento avviene tramite: - Prova scritta e/o orale finale - Eventuale progetto applicativo concordato durante il corso La valutazione include anche l’attività svolta durante le esercitazioni.

Testi di riferimento

  • Razavi, B. (2020). Design of Analog CMOS Integrated Circuits, 2nd Edition. McGraw-Hill Education - Rabaey, J.M., Chandrakasan, A., Nikolic, B. (2020). Circuiti Integrati Digitali: L’Ottica del Progettista, 2ª Edizione. Pearson - Allen, P.E., Holberg, D.R. (2012). CMOS Analog Circuit Design. Oxford University Press Materiale tecnico e documentazione Micron saranno forniti durante le lezioni.

Codice insegnamento 32377

PROVA FINALE 2° anno · 9 CFU · 0 file
SENSORI ED INTERFACCE PER LA BIOMEDICA 2° anno · 6 CFU · IINF-01/A · 0 file

Il corso intende fornire i fondamenti della sensoristica per la biomedica e dei suoi circuiti e sistemi elettronici di interfacciamento. Dopo l'esame, lo studente ha la conoscenza dei principali tipi di sensori ed è in…

Scheda dell'insegnamento

Obiettivi formativi

Il corso intende fornire i fondamenti della sensoristica per la biomedica e dei suoi circuiti e sistemi elettronici di interfacciamento. Dopo l'esame, lo studente ha la conoscenza dei principali tipi di sensori ed è in grado di progettare, a livello discreto e integrato, interfacce per sensori per la biomedica.

Programma

Sensori, trasduttori, attuatori. Parametri caratteristici dei sensori e delle interfacce. Le diverse classificazioni dei sensori. I sensori utilizzati nella biomedica. Richiami di circuiti elettronici. Circuiti di interfacciamento (discreti e integrati, in tensione e in corrente) di sensori termici, resistivi e capacitivi.

Lo studente deve conoscere le nozioni principali di elettronica discreta e di microelettronica analogica

Lezioni frontali. Esercitazioni. Sviluppo di una tesina.

Modalità d'esame

Domande durante le lezioni. Comprensione dei concetti forniti nell'ambito del corso e del loro inquadramento organico, capacità di tradurre le nozioni teoriche acquisite in semplici esempi di progettazione. Particolare importanza sarà attribuita allo svolgimento, da parte dello studente, di una tesina.

Testi di riferimento

Dispense fornite dal docente

Codice insegnamento 37321

SIMULAZIONE E CONTROLLI PER L'AUTOMAZIONE 2° anno · 6 CFU · IIND-08/A · 0 file

Lo scopo dell’insegnamento è fornire allo studente la conoscenza delle nozioni fondamentali sul controllo e la simulazione degli azionamenti elettrici per automazione. Dopo aver superato l’esame lo studente sarà in grado…

Scheda dell'insegnamento

Obiettivi formativi

Lo scopo dell’insegnamento è fornire allo studente la conoscenza delle nozioni fondamentali sul controllo e la simulazione degli azionamenti elettrici per automazione. Dopo aver superato l’esame lo studente sarà in grado di progettare sistemi per il controllo di moto basati su azionamenti elettrici e utilizzare strumenti di simulazione e sviluppo specifici di questo settore. Gli argomenti del corso includono: - Controllo di moto: controllo di coppia, velocità e posizione. - Azionamenti elettrici per automazione: in CC, brushless AC e DC. - Regolatori. Requisiti e metodi di progettazione applicati agli azionamenti elettrici. - Simulazione MATLAB / Simulink.

Programma

Parte I - Teoria 1. Controllo di moto: Dinamica di coppia, velocità e posizione. Traiettorie di moto. Servo-azionamenti in CC. Progettazione di controllo corrente, velocità e posizione tramite regolatori standard. Limitazione dei regolatori standard. 2. Azionamenti in CA per automazione: Azionamenti brushless AC e DC. Inverter PWM (Pulse Width Modulated) con due o tre fasi attive: tecniche di controllo corrente. Regolazione della corrente negli azionamenti in CA: disaccoppiamento, regolatori multivariabili. Scelta di azionamenti elettrici per controllo di moto: esempi applicativi. Parte II - Laboratorio 4. Simulazione di azionamenti elettrici presentati nella Parte I - Teoria usando MATLAB / Simulink (attività individuale in classe con tutoraggio del docente). 5. Micro Controller Units (MCU)s per automazione (famiglia TMS C2000): ambiente di sviluppo e programmazione software. 6. Principi di controllo in tempo reale: architettura del software, tempistica, interruzioni, sincronizzazione.

Durante il corso vengono richiamate nozioni base di macchine e azionamenti elettrici, convertitori di potenza, principi di controllo, fornite dai corsi di Macchine elettriche, Azionamenti Elettrici, Elettronica Industriale di Potenza e Sistemi di Controllo (non propedeutici).

Lezioni frontali (gli studenti acquisiscono comprensione teorica e competenze specifiche sugli argomenti del corso); Attività individuale in classe con tutoraggio del docente (sviluppo di modelli di simulazione MATLAB/Simulink di sistemi di automazione scelti tra quelli presentati in teoria: gli studenti apprendono e praticano il software di simulazione, testano e verificano i concetti teorici, migliorano l’attitudine a risolvere i problemi).

Modalità d'esame

Non c’è verifica formale di pre-requisiti. Accertamento del processo di apprendimento: tutoraggio, domande e discussioni informali (domande orali aperte e commenti su argomenti di teoria, sulla attività individuale di simulazione). Accertamento del raggiungimento degli obiettivi formativi: esame orale. L'esame orale consiste di tre domande volte all’accertamento della conoscenza e della comprensione degli argomenti di teoria presentati durante il corso (LO da 1 a 12 e 14). Il colloquio dura in genere 3/4 di ora. Il punteggio finale è determinato in base alla valutazione delle seguenti componenti: 80% per la prova orale, 20% valutazione cumulativa dell'attività di simulazione individuale (LO 13) . Gli studenti che non hanno la possibilità di seguire il corso oltre all'esame orale (80%), dovranno effettuare la simulazione di un sistema di automazione concordato con il docente che verrà valutato per il 20% del punteggio finale.

Testi di riferimento

H. Bühler: "Electronique de reglage et de commande", Presses polytechniques et universitaires romandes, Traité d'électricité, 2013 (in francese). W. Leonhard: “Control of electrical drives”, Springer, 2001. H.Grob et al.: "Azionamenti di avanzamento nell'automazione industriale", Tecniche nuove, 2002. Simulink Reference Manuals – Mathworks. L. Bonometti: "Convertitori di potenza ed azionamenti brushless", Editoriale Delfino, 2001. Appunti delle lezioni.

Codice insegnamento 37741

SISTEMI A RADIOFREQUENZA PER LA BIOMEDICA 2° anno · 6 CFU · IINF-01/A · 0 file

Scopo dell'insegnamento è fornire allo studente i concetti principali necessari alla comprensione del funzionamento dei principali sistemi a radiofrequenza (RF) utilizzati nel campo biomedico. Verranno quindi descritti…

Scheda dell'insegnamento

Obiettivi formativi

Scopo dell'insegnamento è fornire allo studente i concetti principali necessari alla comprensione del funzionamento dei principali sistemi a radiofrequenza (RF) utilizzati nel campo biomedico. Verranno quindi descritti da una parte l´interazione delle onde elettromagnetche ed acustiche ad alta frequenza con i tessuti biologici, dall´altra la struttura dei sistemi per la generazione ed il rilevamento delle onde stesse. I principali sistemi di riferimento sono la Risonanza Magnetica Nucleare e l´Ecografia, ma verranno trattati anche problemi di sicurezza elettromagnetica.

Programma

​​​​​​​Gli argomenti del corso includono:1. Richiami sui fondamenti di elettromagnetismo e di fenomeni ondulatori.2. Metodi di imaging per Risonanza Magnetica Nucleare (RMN).3. Sistemi a radiofrequenze per la generazione ed il rilevamento di onde elettromagnetiche per RMN: oscillatori, amplificatori a basso rumore e di potenza, antenne.4. Onde acustiche e loro interazione con i tessuti biologici.5. Elettronica a radiofrequenze per sistemi elettroacustici.6. Interazione tra onde elettromagnetiche ad alta frequenza e tessuti biologici per applicazioni terapeutiche (tumori), e per la prevenzione e sicurezza.

Lo studente deve avere nozioni di base di elettronica e di campi elettromagnetici, quali quelli insegnati nei corsi di Elettronica I & II e di Campi Elettromagnetici.

50 ore di lezione teorica, 10 di esercitazioni sia in aula che in laboratorio

Modalità d'esame

Prova orale tesa ad accertare- la preparazione teorica;- la comprensione dei meccanismi che sono alla base dei sistemi oggetto del corso- la capacità di risolvere problemi reali, applicando le conoscenze acquisite

Testi di riferimento

Fernando Bardati "Campi Elettromagnetici per gli studenti di Ingegneria Medica"Harald Günther: “NMR Spectroscopy: Basic Principles, Concepts and Applications in Chemistry”Dirk Pickuth: “Essentials of Ultrasonography”Vendelin, George & Pavio, Anthony & Rohde, Ulrich & Rudolph, Matthias. (2021). Microwave Circuit Design: Using Linear and Nonlinear Techniques. 10.1002/9781119741725. Pubblicazioni e datasheets

Codice insegnamento 37320

TECNOLOGIE E SISTEMI ELETTRONICI AVANZATI 2° anno · 9 CFU · IINF-01/A · 0 file

L'obiettivo di questo corso è quello di fornire i concetti principali su processi di micro e nano tecnologie elettroniche; concetti generali su tecnologia CMOS e imager, elementi di progettazione e l'implementazione di…

Scheda dell'insegnamento

Obiettivi formativi

L'obiettivo di questo corso è quello di fornire i concetti principali su processi di micro e nano tecnologie elettroniche; concetti generali su tecnologia CMOS e imager, elementi di progettazione e l'implementazione di PCB; Elementi di programmazione di microcontrollori.

Programma

Elementi introduttivi: vuoto e plasma. Litografia: Polisilicio, Deposizione diDeposizione di vapore chimico (CVD), meccanismo del processo.Fotolitografia.Tecnologia CMOS e imager.Tecnologie elettroniche discrete: progettazione e realizzazione di circuiti stampati e aspetti termici.Memorie, sistemi a microcontrollore ed FPGA. Introduzione alle PLC. Protocolli di comunicazione.Al completamento con successo di questo modulo, lo studente dovrebbe- avere una profonda conoscenza dei principi di base della fotolitografia- avere conoscenza e comprensione delle pertinenti micro e nano tecnologie.- comprendere e spiegare il comportamento delle tecnologie elettroniche discrete.

Conoscenze di base erogate nei corsi di Fisica I ed elettronica I.

Lezioni ed esercitazioni di laboratorio

Modalità d'esame

L’esame sarà considerato superato se la studentessa/lo studente avrà dimostrato diaver compreso ed assimilato gli argomenti del corso.L’esame consiste in una prova orale.Durante la prova orale saranno discussi alcuni argomenti previsti dal programma.

Testi di riferimento

S.M. Sze, Semiconductor devices: physics and technology, J. Wiley & Sons (2002)

Codice insegnamento 37319

MOTORI E AZIONAMENTI ELETTRICI 1° semestre · 9 CFU · ING-IND/32 · 0 file

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