Programma
Porte elementari MOS: inverter NMOS e CMOS. Caratteristiche in DC e nel transitorio. Criteri di dimensionamento. Consumo di potenza. Buffer CMOS. Porte logiche CMOS complesse: NAND, NOR. Caratteristiche in DC, formule di progetto. Transitorio CMOS: metodo di sostituzione con RC, formula di Elmore. Circuiti a specchio: porte XOR e XNOR. Transmission gates: interruttore con nFET e pFET, clock feedthrough, interruttore CMOS. Porte XOR e XNOR. Porte tristate e open-drain. Porte elementari con BJT: inverter RTL, DTL e TTL. Caratteristiche statiche. NAND e NOR TTL. Interfacciamento TTL-CMOS. TTL Schottky. Inverter BiCMOS. Logica combinatoria: decodificatori binari, multiplexer, demultiplexer. PLD: array logici, AND e OR. PLA. Logica cablata: wired-and. Circuiti aritmetici: sommatori, sottrattori, moltiplicatori, comparatori, shifter. Circuiti sequenziali: bistabili, latch e flip-flop. Configurazione Master/Slave. Registri e contatori. Sistemi a stati finiti (SSF): progettazione e minimizzazione degli stati. Dispositivi programmabili: architettura e progettazione con CPLD ed FPGA. Elementi di VHDL. Memorie: organizzazione, decoder, cella di memoria, sense amplifier. RAM statiche CMOS: cella a 6 transistor. RAM dinamiche: cella a 1 transistor. Memorie non volatili: FLASH e EEPROM. Interfacciamento delle memorie: bus paralleli (SRAM, DRAM, NAND) e seriali (SPI, I2C). Linee guida per la progettazione: circuiti sincroni, clocking, sincronizzatori, reset, circuiti e interfacce di test.
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Elettronica
- DIODI: diodo ideale, a giunzione PN. Caratteristica diretta, breakdown (diodi zener). Raddrizzatori. Modello esponenziale, lineare a tratti, a caduta costante, ideale, per piccoli segnali. Circuiti limitatori e di aggancio.
- MOSFET: transistor ad effetto di campo, struttura del dispositivo e funzionamento. Caratteristiche corrente-tensione e zone di funzionamento: interdizione, triodo (o lineare), saturazione. Polarizzazione e punto di lavoro. Modelli a piccolo segnale. Amplificatori a singolo mosfet: source comune, gate comune, drain comune. Analisi DC, analisi AC, circuito equivalente. Effetto body. Formulario riassuntivo.
- AMPLIFICATORI OPERAZIONALI: amplificatori operazionali ideali, segnale differenziale e di modo comune, configurazione invertente e non invertente. Circuito sommatore, inseguitore di tensione, amplificatori a differenza, amplificatore per strumentazione. Amplificatori operazionali reali: risposta in frequenza con feedback. Funzionamento per ampi segnali: saturazione della tensione, limiti di corrente. Slow rate, Banda a piena potenza, non idealità. Integratori e derivatori.
- Non idealità degli amplificatori operazionali: guadagno, resistenza di ingresso, resistenza di uscita, saturazione, distorsione, offset, correnti in ingresso, CMRR e PSRR.
- Oscillatori, oscillatori sinusoidali: a sfasamento, in quadratura, Colpitts, Harley, cristallo piezoelettrico. Comparatore, generazione di onda quadra. Multivibratore bistabile, astabile, monostabile.
- Circuiti digitali logici CMOS: parametri caratteristici di un sistema digitale, l'invertitore. Consumo statico, energia. Porte logiche CMOS. Serie e parallelo di MOS. Sintesi di circuiti digitali. Esercizi. Logiche CMOS dinamiche. Principio di distribuzione della carica, precarica e valutazione. Tempi di transizione tra livelli logici. Energia e potenza dissipata.
- Memorie a semiconduttore: RAM e ROM, statiche e dinamiche. Struttura di una memoria e di una singola cella. Circuiti di lettura/scrittura, sense amplifier.
Comunicazioni Elettriche Videolezione UniNettuno
Il corso è dedicato ad uno degli aspetti fondamentali della teoria e della tecnica delle telecomunicazioni: la trasmissione dell'informazione da una sorgente ad un destinatario, e si propone di fornire gli strumenti metodologici e concettuali per la comprensione dei problemi di trasmissione e per la corretta interpretazione delle soluzioni che la tecnologia delle telecomunicazioni ha posto in essere, con l’obbiettivo di fornire allo studente la preparazione sufficiente per seguire in modo consapevole i futuri sviluppi delle telecomunicazioni
Il corso è articolato in quattro parti:
La prima parte è dedicata alla caratterizzazione e alla modellizzazione delle principali sorgenti di informazione di interesse per le applicazioni di telecomunicazioni; sono trattate sorgenti sia di tipo numerico, sia di tipo analogico, ed in questa parte sono trattati anche i problemi connessi alla rappresentazione di informazioni analogiche in forma numerica.
Nella seconda vengono trattati, a partire da considerazioni fisiche sui meccanismi di generazione del rumore, i modelli più semplici di canale di trasmissione, con particolare riferimento al canale Gaussiano bianco additivo.
La terza parte è dedicata allo studio in forma semplificata della trasmissione di informazioni di tipo analogico, sia in banda base sia con tecniche di modulazione analogica; vengono inoltre trattate, con esempi, alcune applicazioni delle modulazioni analogiche.
Nella quarta parte vengono trattati, in forma elementare, i problemi della trasmissione di informazioni numeriche: seguendo un approccio di tipo geometrico viene sviluppata anzitutto la trasmissione di simboli isolati, con la valutazione delle prestazioni, in termini di probabilità di errore, delle principali strutture di segnali; successivamente viene trattata la trasmissione di sequenze di simboli, evidenziando i problemi di interferenza intersimbolica ed analizzando le caratteristiche spettrali dei segnali trasmessi. Dopo alcuni cenni alla codifica di canale, vengono presentati alcuni esempi tratti dalle applicazioni di trasmissione numerica di comune interesse pratico.
La prima parte è dedicata alla caratterizzazione e alla modellizzazione delle principali sorgenti di informazione di interesse per le applicazioni di telecomunicazioni; sono trattate sorgenti sia di tipo numerico, sia di tipo analogico, ed in questa parte sono trattati anche i problemi connessi alla rappresentazione di informazioni analogiche in forma numerica.
Nella seconda vengono trattati, a partire da considerazioni fisiche sui meccanismi di generazione del rumore, i modelli più semplici di canale di trasmissione, con particolare riferimento al canale Gaussiano bianco additivo.
La terza parte è dedicata allo studio in forma semplificata della trasmissione di informazioni di tipo analogico, sia in banda base sia con tecniche di modulazione analogica; vengono inoltre trattate, con esempi, alcune applicazioni delle modulazioni analogiche.
Nella quarta parte vengono trattati, in forma elementare, i problemi della trasmissione di informazioni numeriche: seguendo un approccio di tipo geometrico viene sviluppata anzitutto la trasmissione di simboli isolati, con la valutazione delle prestazioni, in termini di probabilità di errore, delle principali strutture di segnali; successivamente viene trattata la trasmissione di sequenze di simboli, evidenziando i problemi di interferenza intersimbolica ed analizzando le caratteristiche spettrali dei segnali trasmessi. Dopo alcuni cenni alla codifica di canale, vengono presentati alcuni esempi tratti dalle applicazioni di trasmissione numerica di comune interesse pratico.
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