Italiano

Introduzione alle tecnologie elettroniche, ai sistemi di telecomunicazione con onde elettromagnetiche e sistemi di misura digitali.

Appunti delle lezioni
Richard C. Jaeger, Travis N. Blalock, McGraw-Hill Microelettronica V/ed -2018-

Fornire alcuni elementi di base per iniziare a comprendere come funzionano le tecnologie dell’ingegneria elettronica di uso comune. Evidenziare quanto la matematica sia importante come strumento per descrivere e analizzare la realtà. Suscitare l'interesse degli studenti e delle studentesse verso la materia. Fornire allo studente le basi della moderna microelettronica e dei circuiti logici realizzabili mediante circuiti elettronici integrati. Distinguere tra segnali analogici e digitali, comprendendone vantaggi e limiti. Applicare le operazioni logiche fondamentali (AND, OR, NOT, XOR) e i teoremi di De Morgan. Effettuare conversioni tra sistemi numerici (decimale ↔ binario). Comprendere il concetto di codifica binaria dell’informazione secondo Shannon. Comprendere le differenze tra circuiti combinatori e sequenziali e conoscere il funzionamento di addizionatori, sottrattori, Flip-Flop, registri a scorrimento e contatori binari.

Nessuno

Lezioni frontali e dimostrazioni sperimentali in aula

Test scritto e eventuale orale

nessuna

I principali “componenti” di un sistema di tlc. Storia. La radio e la televisione, 5G e 6G. Le applicazioni.
Tempo-spazio vs frequenza-lunghezza d’onda.
Velocità di propagazione. Le bande di frequenza e il loro utilizzo. Normativa nazionale per l’assegnazione delle licenze. (Normativa a tutela della salute).
GPS, il principio di funzionamento: la triangolazione.
I satelliti. L’orbita. La velocità di propagazione. La misura del tempo (gli orologi). Le incertezze. Cenni agli altri sistemi (Russia, EU, Cina). Cenni all’uso civile e militare.
Il principio di funzionamento di un radar pulsato. Risoluzione, massima distanza non ambigua. Il range e l’azimuth.
Il radar, cenni al chirp. Il radar Doppler.
Il sistema cellulare. Il riuso delle frequenze. I canali. La cella esagonale e la scelta del numero di celle per cluster.
Le antenne. Tipi di antenne. Le antenne a parabola, le antenne filiformi, i dipoli elementari, la spira, le antenne stampate.
Concetto di sensore, Catena di misura: sensore, amplificazione, ADC, elaborazione, visualizzazione, Legame ingresso-uscita dei sensori, sensori lineari e non lineari, Conversione analogico-digitale: Campionamento e mantenimento, Quantizzazione e Codifica binaria, Segnali analogici vs digitali: caratteristiche e differenze, gestione dei dati di misura in excel.
Definizione di energia, Catene energetiche, Concetto di vettore energetico, Efficienza e rendimento energetico, Grandezze fondamentali per energia elettrica, Conversioni di energia: AC/DC e DC/AC.
Concetti fondamentali dell’Algebra di Boole come base matematica dell’informatica e dell’elettronica digitale. Vengono inoltre approfonditi i sistemi di numerazione binaria e le operazioni logiche utilizzate nella progettazione dei circuiti digitali e nel calcolo automatico. Si introducono i concetti di circuito logico combinatorio e sequenziale con esempi relativi a: addizionatore, sottrattore, Flip-Flop, registri a scorrimento e contatori binari.

Italian

Introduction to electronic technologies, telecommunication systems with electromagnetic waves and digital measurement systems

Lecture notes
Richard C. Jaeger, Travis N. Blalock, McGraw-Hill Microelettronica V/ed -2018-

Provide some basic elements to begin understanding how commonly used electronic engineering technologies work. Highlight the importance of mathematics as a tool for describing and analyzing reality. Arouse students' interest in the subject. To provide the student with the basics of modern microelectronics and logic circuits that can be realized using integrated electronic circuits. Distinguish between analog and digital signals, understanding their advantages and limitations. Apply fundamental logical operations (AND, OR, NOT, XOR) and De Morgan's theorems. Perform conversions between number systems (decimal ↔ binary). Understand the concept of Shannon's binary coding of information. Understand the differences between combinational and sequential circuits and understand the operation of adders, subtractors, flip-flops, shift registers, and binary counters.

None

Lectures and experimental demonstrations in the classroom

Written test and possible oral test

nothing

The main components of a telecommunications system. History. Radio and television, 5G and 6G.
Applications.
Time-space vs. frequency-wavelength.
Propagation velocity. Frequency bands and their use.
National regulations for licensing. (Health protection regulations). GPS, the operating principle: triangulation.
Satellites. The orbit. Propagation velocity. Time measurement (clocks).
Uncertainties.
The operating principle of a pulsed radar. Resolution, unambiguous maximum range. Range and azimuth.
Radar, notes on chirp. Doppler radar.
The cellular system. Frequency reuse. Channels. The hexagonal cell and the choice of the number of cells per cluster.
Antennas. Types of antennas. Parabolic antennas, thread antennas, basic dipoles, coils, printed antennas.
Sensor Concept, Measurement Chain: Sensor, Amplification, ADC, Processing, Display, Sensor Input-Output Relationships, Linear and Nonlinear Sensors, Analog-to-Digital Conversion: Sampling and Hold, Quantization and Binary Coding, Analog vs. Digital Signals: Characteristics and Differences, Measurement Data Management in Excel.
Definition of Energy, Energy Chains, Energy Vector Concept, Energy Efficiency and Yield, Fundamental Quantities for Electrical Energy, Energy Conversions: AC/DC and DC/AC.
Fundamental concepts of Boolean algebra as the mathematical basis of computer science and digital electronics. Binary number systems and the logic operations used in digital circuit design and automatic calculation are also explored. The concepts of combinational and sequential logic circuits are introduced with examples of adder, subtractor, flip-flops, shift registers, and binary counters.