Corso di laurea - Area di Ingegneria - Accesso libero con prova di verifica obbligatoria delle conoscenze richieste per l'ammissione al corso. L'esito della prova non preclude la possibilità di immatricolarsi (D.M. 270/2004) - Classe L-8
Informazioni generali
Descrizione e obiettivi formativi:
Il corso di studi intende formare laureati dotati di una solida preparazione di base e di un ampio bagaglio di competenze scientifiche nel campo dell'ingegneria dell'informazione per manutenere, gestire ed intervenire su sistemi e apparati dedicati all'acquisizione, l'elaborazione e la trasmissione delle informazioni.
Il percorso formativo fornisce sia gli aspetti tecnici, necessari per riuscire a interpretare e sfruttare i vantaggi della continua innovazione del settore elettronico a favore dei vari comparti produttivi (quali il settore industriale, la pubblica amministrazione, il settore dei servizi), sia gli strumenti metodologici per analizzare l'ampia gamma di fenomeni fisici che riguardano le diverse fasi di trattamento dell'informazione, riuscendo anche a contribuire alla sintesi di apparati innovativi di media complessità. Per raggiungere tale obiettivo, i contenuti e la successione temporale dei corsi sono concepiti in modo da privilegiare uno sviluppo graduale nell'acquisizione delle conoscenze nelle varie discipline.
Sbocchi professionali:
L’Ingegnere Elettronico è un progettista, un tecnico in grado di realizzare nuovi componenti e sistemi e di comprendere ed utilizzare i sistemi elettronici esistenti.
Il laureato è in grado di seguire validamente le indicazioni di tecnici esperti, mentre una competenza che porti a soluzioni progettuali originali potrà essere richiesta, normalmente, al laureato magistrale.
Lo sbocco occupazionale tipico è quello relativo alla componentistica elettronica, che in Italia vede la presenza di grandi aziende (quali ad esempio STMicroelectronics) e piccole e medie aziende in nuovi settori, i più rilevanti dei quali sono connessi alla sensoristica per le più diverse applicazioni nelle grandi industrie manifatturiere, nei settori delle telecomunicazioni, dell'auto, dello spazio, dei sistemi di controllo industriale: esempi tipici sono a Roma le aziende dell'area industriale tiburtina (Selex SI, Thales Alenia Spazio, Rheinmetall, Elettronica SpA, ecc.). La versatilità della formazione, e più in generale la solida preparazione a largo spettro che caratterizza l'ingegnere elettronico, ne fanno una figura di prestigio con competenze utilmente spendibili nei settori emergenti della new economy.
Valutazione della didattica - Studenti
Anno accademico precedente
Condizione occupazionale (indicatori di efficacia e livello di soddisfazione dei laureandi):
http://statistiche.almalaurea.it/universita/statistiche/trasparenza?CODICIONE=0580206200800004
Riferimenti web e contatti:
Sito web: http://www.elettronica.uniroma2.it/
Coordinatore:Prof. Marcello Salmeri
Email salmeri@ing.uniroma2.it - tel: 06 7259 7373
Segreteria didattica:
Sig.ra Rosanna Gervasio
Tel: 06 7259 7459
E-mail: rosanna.gervasio@uniroma2.it
Per essere ammessi al Corso di Laurea in Ingegneria Elettronica occorre esere in possesso di un diploma di scuola secondaria superiore di durata quinquennale o di altro titolo di studio conseguito all'estero riconosciuto equivalente. Inoltre occorre dimostrare di essere in possesso di un'adeguata preparazione per affrontare il corso di laurea. A tale scopo è prevista una prova di ammissione, svolta in contemporanea per tutti i corsi di studio della macroarea di Ingegneria (organizzata nell'ambito del Consorzio Interuniversitario Sistemi Integrati per l'Accesso (CISIA)).
In caso di esito negativo di tale prova, sono previste attività didattiche propedeutiche atte a colmare le lacune evidenziate a cui seguono ulteriori prove di ammissione di recupero. Dopo l'ulteriore accertamento, qualora l'esito sia negativo, sono previsti obblighi formativi da assolvere durante il primo anno di corso.
Per essere ammessi al Corso di Laurea in Ingegneria Elettronica occorre essere in possesso di un diploma di scuola secondaria superiore di durata quinquennale o di altro titolo di studio conseguito all'estero riconosciuto equivalente. Inoltre occorre dimostrare, attraverso un test obbligatorio di valutazione della preparazione iniziale, di essere in possesso di un'adeguata predisposizione per affrontare gli studi di Ingegneria. Test di ingresso La prova, svolta in contemporanea per tutti i Corsi di Studio della Macroarea di Ingegneria, consiste in un test di autovalutazione gestito dal consorzio CISIA (Consorzio Interuniversitario Sistemi Integrati per l'Accesso). Il test di ingresso è una prova non selettiva ed è uno strumento: - per gli studenti, di autovalutazione della loro preparazione ed attitudine a intraprendere gli studi prescelti; - per i corsi di studio, di accertamento delle conoscenze minime richieste per affrontare con successo gli studi, in modo da predisporre, per gli studenti che ne necessitino, specifiche attività di orientamento e formazione. Il test di ingresso non ha quindi l'obiettivo di limitare l'accesso alle immatricolazioni, bensì quello di verificare che lo studente (soprattutto nel suo interesse) abbia i prerequisiti per affrontare il percorso universitario. Il test è in modalità cartacea e si tiene contestualmente per tutti i corsi di laurea della Macroarea di Ingegneria (ad esclusione del Corso di Laurea a Ciclo Unico in Ingegneria Edile-Architettura). Il test si svolge i primi giorni di settembre (per l'anno accademico 2018-19 si terrà il 3 settembre 2018) e occorre iscriversi ad esso attraverso il portale Delphi in un periodo pubblicizzato attraverso il sito web dalla Macroarea di Ingegneria che tipicamente si estende da metà luglio agli ultimi giorni di agosto precedenti il test.
Sullo stesso sito web si troveranno ogni anno gli aggiornamenti riguardo la data del test, il periodo di prenotazione, le aule in cui si terrà il test, i risultati dello stesso.
Lo studente al fine di ottenere la Laurea in Ingegneria è tenuto allo svolgimento di una prova finale che consiste - nello svolgimento di un lavoro sperimentale, di ricerca o compilativo seguito da un relatore (docente dell'Ateneo) e da eventuale/i correlatore/i dell'università, di un centro di ricerca o di una azienda (secondo dove sia stato svolto il lavoro); - dalla scrittura di un elaborato che riassuma le modalità e i risultati del lavoro mettendo in risalto il contributo personale dello studente; - l'esposizione del lavoro di tesi davanti ad apposita commissione. Nel caso la commissione riterrà il lavoro di tesi congruo, essa assegnerà, in piena libertà di giudizio, un voto finale di laurea in 110 che tenga conto del lavoro di tesi stesso (valutando tutti i parametri che riterrà opportuni, tra i quali l'originalità, il metodo, i rsultati) e del curriculum dello studente.
Il Consiglio di Corso di Studi, stabilisce, a titolo indicativo, una votazione di partenza che tiene conto del curriculum e un intervallo di punteggio da assegnare alla tesi stessa, in modo da rendere il giudizio globale non eccessivamente soggettivo.
Fermi restando gli obiettivi formativi qualificanti della Classe, di seguito vengono riportati gli obiettivi formativi ed i risultati di apprendimento attesi, con riferimento ai descrittori dei titoli di studio adottato in sede europea. Il corso di studi intende formare giovani laureati dotati di una solida preparazione di base e di un ampio bagaglio di competenze scientifiche nel campo dell'ingegneria dell'informazione per manutenere, gestire ed intervenire su sistemi e apparati dedicati all'acquisizione, elaborazione e trasmissione delle informazioni. La formazione impartita dovrà fornire sia gli aspetti tecnici, necessari per riuscire a interpretare e sfruttare i vantaggi della continua innovazione del settore elettronico a favore dei vari comparti produttivi (quali il settore industriale, la pubblica amministrazione, il settore dei servizi) sia gli strumenti metodologici per analizzare l'ampia gamma di fenomeni fisici che riguardano le diverse fasi di trattamento dell'informazione, riuscendo anche a contribuire alla sintesi di apparati innovativi di media complessità. Per raggiungere tale obiettivo, i contenuti e la successione temporale dei corsi sono concepiti in modo da privilegiare uno sviluppo graduale nell'acquisizione delle conoscenze nelle varie discipline.
A tale scopo, l'acquisizione di conoscenze muoverà dalle discipline di base e dal comportamento del singolo dispositivo, alla capacità di simulare, realizzare e misurare anche sistemi di crescente complessità. Il corso di laurea è quindi strutturato in modo che siano acquisite, al termine del secondo anno, le competenze di base, sia fisico-matematiche che di tipo ingegneristico, che permettano di comprendere ed assimilare i metodi propri dell'ingegneria elettronica che saranno impartiti nei corsi del 3 anno. Il percorso formativo del laureato in Ingegneria Elettronica si articola quindi su tre livelli: a) formazione generale di base, nell'ambito della matematica, della geometria, della fisica e della chimica; b) formazione nelle discipline ingegneristiche di base, con particolare riferimento agli aspetti inerenti i circuiti elettrici, i controlli automatici, i campi elettromagnetici, l'analisi dei segnali ed i fondamenti dell'elettronica e delle misure; c) formazione di natura propriamente caratterizzante, finalizzata all'acquisizione di competenze interdisciplinari nel settore delle misure, dei campi elettromagnetici, dell'informatica e chiaramente dell'elettronica. Il percorso formativo risultante è orientato all'approfondimento degli aspetti metodologici e delle tecniche di progettazione hardware e software di apparati e sistemi che possono intervenire nella produzione, elaborazione e trasmissione delle informazioni.
Il corso di studi intende formare giovani laureati dotati di una solida preparazione di base e di un ampio bagaglio di competenze scientifiche nel campo dell'ingegneria dell'informazione per manutenere, gestire ed intervenire su sistemi e apparati dedicati all'acquisizione, elaborazione e trasmissione delle informazioni. La formazione impartita dovrà fornire sia gli aspetti tecnici, necessari per riuscire a interpretare e sfruttare i vantaggi della continua innovazione del settore elettronico a favore dei vari comparti produttivi (quali il settore industriale, la pubblica amministrazione, il settore dei servizi) sia gli strumenti metodologici per analizzare l'ampia gamma di fenomeni fisici che riguardano le diverse fasi di trattamento dell'informazione, riuscendo anche a contribuire alla sintesi di apparati innovativi di media complessità.
PARTE I – Segnali e sistemi a tempo discreto: Discrete-time Fourier transform (DTFT); trasformata Z; Discrete Fourier Series (DFS). PARTE II – Algoritmi di elaborazione: introduzione all’elaborazione numerica; Discrete Fourier Transform (DFT); elaborazione finita e lunga; elaborazione basata su DFT; Fast Fourier Transform (FFT); elaborazione con FFT. PARTE III – Progetto di filtri numerici: introduzione ai filtri; classificazione FIR e IIR; strutture, progettazione e realizzazione di filtri IIR e FIR; analisi della lunghezza finita dei registri; progetto di sistemi di DSP e applicazioni; PARTE IV- Sequenze casuali; elaborazione di sequenze casuali con filtri digitali; introduzione alla stima di sequenze casuali; stimatori di media, varianza e autocovarianza di sequenze casuali con analisi delle prestazioni; stima dello spettro; periodogramma e analisi delle prestazioni; stimatori smussati e analisi delle prestazioni; uso della FFT nella stima spettrale.
Introduzione, atomo e stechiometria Classificazione e proprietà della materia. Generalità sulla struttura dell’'atomo. Numero atomico, numero di massa. Isotopi. Massa atomica relativa. Le molecole, masse molecolari relative. Formula minima e formula bruta di un composto. Costante di Avogadro. Massa molare. Reazioni chimiche, equazione stechiometrica. Reagenti limitanti, resa percentuale. Struttura elettronica e sistema periodico degli elementi Dualità e caratteristiche della luce. Spettri di emissione e di assorbimento. Evoluzione del modello atomico. Modello quantistico di Bohr. Teoria degli orbitali atomici. Principio di indeterminazione di Heisenberg. Forma e struttura degli orbitali. Numeri quantici. Principio di esclusione di Pauli. Principio della massima molteplicità di Hund. Sistema periodico degli elementi. Elettronegatività, energia di ionizzazione, affinità elettronica e numero di ossidazione. Il legame chimico Generalità. Tipi di legame chimico. Legame covalente. Legame dativo. Legame omopolare. VSEPR e teoria degli orbitali molecolari. Ibridizzazione. Risonanza. Legame ionico. Legame metallico Legami intermolecolari: dipolo-dipolo, dipolo-dipolo indotto. Legame a idrogeno. Forze di London. Forze di Van Der Waals. Conduttività e proprietà dei metalli. Gli stati della materia. Stato aeriforme. Proprietà e leggi dei gas. Gas ideali e equazione di stato. Equazione di stato dei gas reali. Legge di Dalton. Pressioni parziali e frazioni molari. Stato solido. Stato liquido, proprietà macroscopiche dei liquidi e passaggi di stato. Tensione di vapore. Diagrammi di stato ad un componente (acqua, anidride carbonica). Equazione di Clapeyron. Legge di Raoult. Termodinamica chimica. Termochimica. Principi della termodinamica. Entalpia, entropia, energia libera di Gibbs. Legge di Hess. Spontaneità delle reazioni. Equazione di Van t’Hoff. Proprietà delle soluzioni. Proprietà colligative. Unità di concentrazione. Soluzioni sature e solubilità. Fattori che influenzano la solubilità. Equilibrio Chimico Concetto di equilibrio. Costanti di equilibrio, loro interpretazione e utilizzo. Equilibri eterogenei. Previsione della direzione di una reazione. Calcolo delle concentrazioni all’equilibrio. Principio dell’equilibrio mobile di Le Chatelier. Equilibri Acido-Base e ulteriori aspetti degli equilibri in soluzione acquosa Acidi e basi secondo Bronsted-Lowry. Acidi secondo Lewis. Autoionizzazione dell’acqua. Scala del pH. Acidi e basi forti. Acidi e basi deboli monoprotici. Titolazioni. Soluzioni tampone. Equilibri di solubilità e costante del prodotto di solubilità. Elettrochimica Stati di ossidazione e reazioni di ossido riduzione. Bilanciamento di equazioni di ossido-riduzione con metodo degli ioni formali e ionico elettronico. Celle galvaniche o pile. Elettrodi, uso dei potenziali standard. Forza elettromotrice. Equazione di Nernst. Pile a concentrazione. Cenni sull’elettrolisi. Legge di Faraday.
Forme di mercato -Teorie keynesiane - Modelli reddito spesa a 2 settori e tre settori - Modello Mundell Fleming - Funzione di produzione -Teorie del consumatore- Bilancio d'esercizio - Cenni sulla tassazione delle persone fisiche e giuridiche e suoi effetti sull'economia.
Prerequisiti: Concetti elementari di teoria della probabilità. PROGRAMMA: Modelli dell'interazione tra attività e risorse. Sistemi di servizio. Sistemi a coda, reti di code. Cenni su tecniche di simulazione. Servizi, funzioni e topologie delle reti di telecomunicazione. L'architettura a strati ed il modello OSI. I modi di trasferimento: schemi di multiplazione, principi di commutazione, architetture protocollari. Esempi di modi di trasferimento: modo a circuito; modo a pacchetto. Caratteristiche principali dei protocolli di strato fisico, MAC, collegamento, rete e trasporto. Cenni su reti reti in area geografica (rete telefonica e attuali strutture di rete). Reti in area locale: Ethernet, Token Ring e Token Bus. Architetture di interconnessione. Architettura protocollare di Internet. I principali protocolli di Internet: ARP, PPP, IP, ICMP, IGMP, UDP, TCP, DNS, cenni sui protocolli applicativi. Architettura dei routers. Problematiche di mobilità: mobile IP. Reti private virtuali. Il problema della qualità del servizio. IPv6.
Definizione di fenomeno aleatorio. Richiami di teoria degli insiemi. Richiami di calcolo combinatorio. Esperimenti ed eventi. Il concetto di probabilità. Probabilità condizionata ed indipendenza. Eventi indipendenti. Teoremi della probabilità totale e di Bayes. Prove ripetute. Prove bernoulliane e legge binomiale. Legge binomiale generalizzata. Eventi “rari” e teorema di Poisson. Esperimento dei punti di Poisson. Definizione di variabile aleatoria. La distribuzione, la densità e la massa di probabilità di probabilità. La distribuzione empirica. I percentili. L'istogramma. Momenti di una variabile aleatoria. Il valore atteso e la varianza. Diseguaglianza di Chebyshev. Diseguaglianza di Markov. Modelli: Uniforme, Gaussiano, Rayleigh, Esponenziale, Binomiale, di Poisson. Funzione di una variabile aleatoria. Il Teorema fondamentale per la densità di probabilità. Coppie di variabili aleatorie. Distribuzioni di probabilità congiunte e marginali. Indipendenza statistica di due variabili aleatorie. Covarianza e correlazione. Regressione lineare. Funzioni di una coppia di variabili aleatorie. Il teorema fondamentale. Il concetto di distribuzione condizionata. Valori attesi condizionati. La curva di regressione. La bivariata gaussiana. Elementi di teoria dell'affidabilità. La legge dei Grandi Numeri e collegamenti tra i modelli. Il Teorema centrale del limite. Il Teorema di De Moivre – Laplace. Applicazioni statistiche. Teoria degli errori. Modello Chi Quadro e modello di Student. La funzione caratteristica. Teorema dei momenti. Sequenze (sistemi) di variabili aleatorie. La matrice di Covarianza. Somma di variabili aleatorie indipendenti. Convergenza di una sequenza di variabili aleatorie. Statistica matematica: concetti fondamentali. Il campione aleatorio e le statistiche campionarie. La media di campione e la varianza di campione. La decisione statistica. Il processo di decisione. Il criterio della massima verosimiglianza. Il Criterio di Neyman – Pearson. Verifica delle ipotesi statistiche parametriche. Il test statistico; errori di primo e secondo tipo. Le ipotesi statistiche non parametriche. Test di Kolmogorov – Smirnov. Test del Chi-quadro. Teoria della stima. Limiti di confidenza. Il metodo dei momenti. Stima a massima verosimiglianza. Stimatori ottimi. Simulazione al calcolatore. Metodi Montecarlo. Introduzione ai Processi aleatori. Introduzione alle Catene di Markov. Introduzione alla Teoria delle file d’attesa.
Concetti generali relativi all'uso degli strumenti di misura presenti in laboratorio (multimetro, alimentatore, generatore di segnale, oscilloscopio). Filtri passivi. Circuiti a diodi. Sintesi di amplificatori per piccoli segnali. Concetti relativi agli amplificatori di potenza, classe A, B e AB. Sorgenti di corrente a BJT. Concetti relativi agli oscillatori sinusoidali. Struttura e funzionamento degli amplificatori operazionali e loro applicazioni. Struttura e funzionamento dei regolatori di tensione e loro applicazioni. Struttura e funzionamento dei timer e delle loro applicazioni.
Architettura delle FPGA Introduzione al linguaggio VHDL Progettazione di sistemi digitali mediante linguaggio VHDL Test-bench in VHDL Introduzione all'ambiente XILINX Vivado/Design Suite Nozioni di base MATLAB /Simulink
Teoria del suono. Elementi di fisica acustica ed acustica musicale. Elementi di psicoacustica. Elementi di elettroacustica. Rappresentazione numerica del suono. Rappresentazione nel dominio del tempo e della frequenza. Sintesi del suono. Oscillatore digitale. Sintesi additiva. Sintesi per modulazione d’ampiezza. Sintesi per modulazione frequenza. Sintesi sottrattiva. Tecniche PCM. Sintesi granulare. Sintesi per modelli fisici Elaborazione digitale del suono. Riverberazione del suono. Tempo reale e tempo differito. La spazializzazione del suono. Note sulla percezione sonora. Musica elettronica e simulazione d’ambiente. Algoritmo di Chowning per la localizzazione di una sorgente sonora virtuale.
PROGRAMMA: Architetture Client-Server e HTTP, HTML5 e fogli di stile CSS, basi di programmazione PHP. Basi di Database per il web, basi di programmazione javascript, Document Object Model, XML e AJAX , JSON ed interfacce REST
Introduzione ai sensori; Circuiti di interfaccia per sensori resistivi e capacitivi; Sensori di temperatura: termistori, effetto termoelettrico; Sensori di campo magnetico; Sensori ottici: fotoconduttori e fotodiodi. Sensori nell'infrarosso. Sensori di posizione, di accelerazone, di pressione, di flusso. Introduzione alle schede di prototipazione rapida (Arduino, Raspberry PI) Esperienze di laboratorio con schede di prototipazione rapida e sensori; Acquisizione dei segnali digitali e analogici con realizzazione circuiti di interfaccia per sensori; Calibrazione di sensori; Uso di MATLAB per acquisizione e analisi dati.
Introduction Overview of energy sources, energy conversion systems, national and world energy needs. Analysis of energy conversion systems based on 1st and 2nd Law of Thermodynamics. Thermodynamic cycles: external and internal irreversibilities, definition of Rankine-Hirn and Joule-Brayton cycles. Steam power plants Analysis of ideal and real thermodynamic cycles. Choice of operating parameters and techniques to improve plant’s efficiency: steam reheating, regenerative feed heating. Plant layouts. Gas turbine power plants Analysis of ideal and real thermodynamic cycles. Choice of operating parameters and techniques to improve plant’s efficiency: regenerative heat exchanger, reheaters, intercoolers. Plant layout of heavy-duty and aeroderivative turbines. Combined cycle power plants Analysis of “topping” (gas turbine) and “bottoming” sections, efficiency, power ratio between gas and steam turbine, plant layout. Thermodynamic optimization of bottoming sections with variable temperature heat input. Internal combustion reciprocating engines Cycle analysis with ideal gas working fluid; fuel-air cycle analysis; real engine cycles; power output, mechanical efficiency, volumetric efficiency and engine operating parameters; correction factors for power and volumetric efficiency; engine operating characteristics. Hydroelectric power generation Hydraulic turbines: classification, operating parameters, performance characteristics, cavitation. Hydroelectric plant layouts. Pumped storage hydroelectricity.
ELETTROSTATICA NEL VUOTO Cariche elettriche. Isolanti e conduttori. Struttura elettrica della materia. La legge di Coulomb. Campo elettrostatico. Campo elettrostatico prodotto da una distribuzione continua di cariche. Linee di forza del campo elettrostatico. Lavoro della forza elettrica. Tensione, potenziale. Calcolo del potenziale elettrostatico. Energia potenziale elettrostatica. Il campo come gradiente del potenziale. Superfici equipotenziali. Il dipolo elettrico. La forza su un dipolo elettrico. Flusso del campo elettrostatico. Legge di Gauss. Alcune applicazioni e conseguenze della legge di Gauss. La divergenza del campo elettrostatico. ELETTROSTATICA NEI CONDUTTORI E NEI DIELETTRICI Conduttori in equilibrio. Conduttore cavo. Schermo elettrostatico. Strato piano. Discontinuita' del campo elettrico. Condensatori. Collegamento di condensatori. Energia del campo elettrostatico. Dielettrici. La costante dielettrica. Polarizzazione dei dielettrici. Energia del campo elettrostatico. CORRENTE ELETTRICA Conduzione elettrica. Corrente elettrica. Corrente elettrica stazionaria. Legge di Ohm della conduzione elettrica. Modello classico della conduzione elettrica. Resistori in serie e parallelo. Forza elettromotrice. Legge di Ohm generalizzata. MAGNETOSTATICA Interazione magnetica. Campo magnetico. Elettricita' e magnetismo. Forza magnetica su una carica in moto. Forza magnetica su un conduttore percorso da corrente. Momenti meccanici su circuitipiani. Moto di una particella carica in un campo magnetico B. Campo magnetico prodotto da una corrente. Calcoli di campi magnetici prodotti da circuiti particolari. Azioni elettrodinamiche tra fili percorsi da corrente. Legge di Ampere. Teorema di equivalenza di Ampere. Divergenza del vettore induzione magnetica. Teorema della circuitazione di Ampere. Diamagneti, paramagneti e ferromagneti: il vettore magnetizzazione. INDUZIONE ELETTROMAGNETICA Legge di Faraday dell'induzione elettromagnetica. Origine del campo elettrico indotto e della f.e.m. indotta. Applicazioni della legge di Faraday. Legge di Ampere-Maxwell. Corrente di spostamento. Autoinduzione ed induzione mutua. Le equazioni di Maxwell in forma differenziale. Le onde elettromagnetiche. L'equazione delle onde. Il vettore di Poynting. Perpendicolarità di E e B in una onda elettromagnetica. CENNI DI MECCANICA QUANTISTICA Fallimento dell'elettromagnetismo classico. Dualità onda-particella. Effetto fotoelettrico: i fotoni. L’atomo di Bohr. Proprietà ondulatorie della materia. Relazione di De Broglie. Fondamenti di meccanica quantistica. L’equazione di Schrödinger dipendente da tempo. Significato fisico della funzione d’onda. Equazione di Schrödinger indipendente dal tempo. Stati stazionari. Principio di indeterminazione di Heisemberg. Soluzione dell’equazione di Schrödinger indipendente dal tempo in alcuni casi rilevanti: particella libera, buca di potenziale, barriera di potenziale (effetto tunnel). Principio di esclusione di Pauli: fermioni e bosoni. Bande di energia nei solidi: metalli, isolanti e semiconduttori.
Richiami su grandezze fisiche e convenzioni; N-polo e bipolo; versi coordinati; resistore ideale e reale; induttore ideale e reale; condensatore ideale e reale; dualita; generatori ideali di tensione e di corrente; connessioni miste di generatori indipendenti; generatori reali di tensione e di corrente; potenza erogata dal generatore; equivalenza tra generatori di tensione e di corrente; induttori accoppiati e trasformatore ideale. Principi di sostituzione, linearita e sovrapposizione degli effetti; teoremi di Thevenin e Norton; leggi di Kirchhoff; conservazione della potenza; teorema di Tellegen; bipoli in serie e parallelo; partitori di tensione e di corrente. Grafo di una rete elettrica; equazioni indipendenti; complessita algebrica e differenziale; metodi abbreviati di analisi: metodo delle maglie, metodo dei nodi. Bipoli in regime permanente: vettore rotante e fasore; impedenza e ammettenza; potenze in regime permanente sinusoidale; conservazione della potenza complessa; componenti reali in regime permanente; rifasamento. Trasformazioni triangolo-stella e stella-triangolo; Sistemi trifase: tensioni concatenate, tensioni principali di fase, correnti di linea, sistemi simmetrici ed equilibrati, carichi a stella e triangolo; Introduzione alla distribuzione di energia elettrica. Il trasformatore reale: principio di funzionamento, caratteristiche costruttive, fenomeni di perdita e circuito elettrico equivalente. Analisi in regime transitorio. Introduzione alla compatibilità elettromagnetica.
1. Introduzione alla modellizzazione mono-dimensionale dei dispositivi a semiconduttore. 2. La giunzione p-n all' equilibrio termico in assenza di tensione applicata. La regione di svuotamento e la capacità associata. La caratteristica tensione-corrente. L' effetto di breakdown. 3. Il transitor bipolare: principi di funzionamento ed analisi della regione di base. Il modello di Ebers-Moll e le caratteristiche tensione-corrente. Effetti di non idealità: punch-through ed effetto Early. 4. La struttura MOSFET ed il suo funzionamento fisico. La condizione di inversione e la formazione del canale. La tensione di soglia. Calcolo della densità di carica nel canale e della corrente drain-source. Effetti di non idealità: modulazione della lunghezza di canale; saturazione della velocità dei portatori. Curve caratteristiche e circuto equivalente del drain. Modello di Meyer per il calcolo della capacità gate-source.
Definizioni e relazioni fondamentali. Definizioni di E e B. Equazioni di Maxwell. Corrente di conduzione. Parametri del mezzo. Grandezze impresse. Dualità. Condizioni al contorno. Vincoli per le componenti normali dei campi. Vincoli per le componenti tangenziali dei campi. Bilancio energetico. Il teorema di Poynting. Applicazioni a sorgenti armoniche. Mezzo non dissipativo. Involucro metallico. Campi nel dominio della frequenza. Notazioni complesse. Polarizzazione di un vettore. Parametri di polarizzazione. La costante dielettrica nel dominio della frequenza. Mezzi compositi: l'atmosfera. Mezzi conduttori. La conducibilità nel dominio della frequenza. Conducibilità e costante dielettrica. Relazioni nel dominio della frequenza. Equazioni di Maxwell nel dominio della frequenza. Bilancio energetico nel dominio della frequenza. Propagazione. Equazioni delle onde in un mezzo debolmente disomogeneo. Campi in mezzi debolmente disomogenei non dissipativi. Propagazione. Relazioni tra campi e direzione di propagazione. Raggi elettromagnetici. Principio di Fermat e lunghezza di percorso. Onde piane. Onde in mezzo uniforme. Onde piane in mezzi uniformi. Relazioni tra campi e vettore di propagazione. I parametri secondari. Costante di propagazione. Impedenza intrinseca. Riflessione e rifrazione delle onde piane. Incidenza normale. Materiale dielettrico. Materiale dissipativo. Incidenza obliqua. Materiale dielettrico. Determinazione degli angoli di riflessione e rifrazione. Determinazione dei coefficienti di riflessione. Espressioni delle onde riflessa e rifratta. Materiale dissipativo Caratteristiche dell'onda rifratta. Riflessione totale. L'irradiazione elettromagnetica. Il campo elettromagnetico di una sorgente impulsiva. Campo irradiato a grande distanza. Proprietà generali delle antenne. Parametri di irradiazione. Diagramma di radiazione. Direttività e guadagno. Antenne in ricezione. Area equivalente. Legame tra area equivalente e direttività. Trasmissione tra antenne. Rischio elettromagnetico e normativa di sicurezza. Il campo elettromagnetico ambientale: naturale e prodotto dall'uomo. Campo elettromagnetico di origine terrestre ed extraterrestre. Esposizione al campo elettromagnetico: ambientale e sul posto di lavoro e in luoghi residenziali. Effetti del campo elettromagnetico su esseri viventi. Difficoltà del problema. Effetti sulle cellule, macroscopici e termici. Effetti comportamentali ed epidemiologici. Normativa di sicurezza.
Concetti generali relativi all'uso degli strumenti di misura presenti in laboratorio (multimetro, alimentatore, generatore di segnale, oscilloscopio). Filtri passivi. Circuiti a diodi. Sintesi di amplificatori per piccoli segnali. Concetti relativi agli amplificatori di potenza, classe A, B e AB. Sorgenti di corrente a BJT. Concetti relativi agli oscillatori sinusoidali. Struttura e funzionamento degli amplificatori operazionali e loro applicazioni. Struttura e funzionamento dei regolatori di tensione e loro applicazioni. Struttura e funzionamento dei timer e delle loro applicazioni.
Architettura delle FPGA Introduzione al linguaggio VHDL Progettazione di sistemi digitali mediante linguaggio VHDL Test-bench in VHDL Introduzione all'ambiente XILINX Vivado/Design Suite Nozioni di base MATLAB /Simulink
Misurazioni. Cenni alla teoria della misura. Misurazioni e misure. Unità di misura e campioni. Sistemi di unità di misura. Definizione delle unità fondamentali. Unità derivate. Unità per i sistemi di trasmissione. Incertezza nelle misure. Introduzione. L'incertezza nelle misure. Classificazione delle componenti di incertezza. Statistiche. Rappresentazione delle componenti di incertezza. Valutazione delle componenti di incertezza. Combinazione delle componenti di incertezza. Incertezza estesa e fattore di copertura. Il rumore. Introduzione. Il rumore aleatorio. Rumore nei bipoli passivi elementari. Il rumore nelle batterie. Il rumore negi alimentatori. Il rumore nei canali telefonici. Portanti rumorose: rumore di ampiezza e di fase. Cenni sulla modulazione IQ. Misure di distanza. Distanze terrestri. Il calibro. Misure di massa. Strumenti per la misura di grandezze elettriche. Il cablaggio strutturato. Introduzione. Evoluzione del cablaggio strutturato. Standard per il cablaggio strutturato. Lo standard ANSI/TIA/EIA-568-A. Misure sulle fibre ottiche. Introduzione. Alcuni schemi di particolari applicazioni per i collegamenti in fibra. Generalità sulle fibre ottiche. Tipi di misure. Oscilloscopi. Generalità. Oscilloscopi analogici. Schema di principio di un oscilloscopio analogico. Oscilloscopi digitali. Estrazione dell'informazione dal segnale. Segnali reali. Trasformazione dei segnali. Gli analizzatori dinamici di segnale. Introduzione. I domini del tempo, nella frequenza e il dominio modale. L'intermodulazione passiva (PIM) nei sistemi di comunicazione. Introduzione. La generazione dei prodotti di intermodulazione passiva (PIMP). Meccanismi di produzione della PIM. Considerazioni sui materiali. Considerazioni geometriche. Linee guida per la riduzione della PIM. Localizzazione delle sorgenti di PIM. Sistemi di misura della PIM. Analisi dinamica di segnale. Osservazioni sulla FFT. Campionamento e conversione analogico-digitale. Alias. Analisi a banda stretta selezionabile. Analisi del segnale a tratti nel tempo (Windowing). Segnali di stimolo per l'analisi delle reti. Utilizzo delle medie. Ampiezza di banda in tempo reale. Analisi tempo-frequenza. Principi della trasformata wavelet. Introduzione. La trasformazione wavelet contina CWT. Multiresolution analysis: principi di base. Filtri per la ricostruzione perfetta. Analisi degli errori nei sistemi di trasmissione digitali. Introduzione. Misure di errore. Analisi di errore. I formati per la codifica di suoni e immagini. Immagini: il formato JPEG. Filmati: il formato MPEG. Audio: il formato MP3. Richiami sulle proprietà della WT. L'algoritmo EZW. Analogie elettromeccaniche. Calcolo di L.
RICHIAMI DI TEORIA DEGLI ERRORICenni di analisi dei segnali (DFT)VOLTMETRI: a valor medio, di picco, picco picco, RMS ...OSCILLOSCOPIO: tubo a raggi catodici cannone, sistema di deflessione, banda passante della struttura di deflessione,-oscilloscopi a raggi catodici in tempo reale, schema a blocchi, caratteristiche, canale orizzontale, schema a blocchi, base tempi, generatore impulsi di sincronismo, circuito di hold off, amplificatore orizzontale, canale verticale, schema a blocchi, caratteristiche, linea di ritardo, oscilloscopi doppia traccia, alternate, chopped, descrizione comandi, esercitazioni pratiche.OSCILLOSCOPI A CAMPIONAMENTO: campionamento coerente, porta di campionamento, canale orizzontale, canale verticaleOSCILLOSCOPI A MEMORIA DIGITALE: caratteristiche schemi a blocchi.PROBE di tensione e di corrente attivi e passivi -sonde realizzate con elementi attiviVOLTMETRI elettronici analogici, a larga banda, selettivi, logaritmici, a banda pesataNETWORK ANALYZER caratteristiche, principi di funzionamento, schemi a blocchi, esercitazioni praticheANALIZZATORI DI SPETTRO caratteristiche principi di funzionamento schemi a blocchi carta di accordo analizzatori a conversioni multiple cenni sui filtri YIG esempi applicativi esercitazioni praticheCONTATORI misuratori frequenza periodo intervallo tra eventi oscillatori tipi stabilità a breve e lungo termine contatori reciprociANALIZZATORE DI STATI caratteristiche principi di funzionamento schemi a blocchi esempi applicativi esercitazioni praticheTESTER PER CIRCUITI INTEGRATI
