| n. |
Data |
Argomenti svolti |
Durata della lezione |
Totale ore di lezione |
| 1 |
4/10/2011 (mattina) |
Introduzione ai segnali. |
1 |
1 |
| 2 |
5/10/2011 |
Relazione tra segnali campionati e spazi
vettoriali. Prodotto scalare. Ortogonalità delle
funzioni trigonometriche nello spazio delle funzioni
periodiche su un intervallo dato. Richiami sulle serie di Fourier. Relazioni di ortogonalità. |
1 |
2 |
| 3 |
6/10/2011 |
Utilizzo delle relazioni di ortogonalità per il calcolo dei coefficienti di Fourier. Forma complessa delle serie di Fourier. Simmetria dei coefficienti di Fourier nel caso di funzioni a valori reali. Calcolo della serie di Fourier di un'onda quadra. Fenomeno di Gibbs. Trasformata di Fourier. Proprietà della trasformata di Fourier. | 2 |
4 |
| 4 |
13/10/2011 |
Proprietà
di simmetria della trasformata di Fourier. Teorema di
convoluzione. Funzione delta di Dirac; rappresentazioni
della funzione delta di Dirac come limite di una successione
di funzioni densità di probabilità.
Rappresentazione della funzione delta per mezzo di un
integrale di Fourier. Trasformata di Fourier di un singolo
impulso rettangolare. Introduzione a LabView (gli studenti possono consultare anche il testo introduttivo: Getting Started with LabView). Trasformata di Fourier di alcuni segnali comuni. Teorema di Parseval. Spettro di potenza (densità spettrale). |
2 |
6 |
| 5 |
18/10/2011 (mattina) |
Significato
statistico della densità spettrale: densità
spettrale come misura della fluttuazione quadratica media
per unità di frequenza. Funzione di autocorrelazione.
Teorema di Wiener-Kintchine. Interpretazione
statistica della densità spettrale. |
1 |
7 |
| 6 |
18/10/2011 (pomeriggio) |
Sessione di laboratorio: Introduzione all'utilizzo di LabView, quindi primo utilizzo ed esempi semplici di programmazione (generazione di segnali, costruzione dell'interfaccia utente). | 2 |
9 |
| 7 |
19/10/2011 | Altre
considerazioni su funzioni spettri e funzione di
autocorrelazione (parità della funzione di
autocorrelazione, etc. ). Esempi di densità
spettrale. Densità spettrale di una serie di
impulsi scorrelati tra loro. Introduzione dei decibel.
Utilizzo dei decibel per la fonometria. |
2 |
10 |
| 8 |
20/10/2011 | Analisi dettagliata del comportamento del filtro RC nel dominio della frequenza. Risposta impulsiva e funzione di trasferimento del filtro RC. Relazione tra risposta impulsiva e funzione di trasferimento. Introduzione ai filtri. Classificazione dei filtri. Considerazioni generali su risposta impulsiva e funzione di trasferimento. Causalità e forma della risposta impulsiva e della funzione di trasferimento del filtro. | 2 |
12 |
| 9 |
25/10/2011 (mattina) |
Introduzione elementare all'elettronica
analogica: funzionamento di triodi, transistor FET e
transistor bipolari (link
alla dispensa) |
1 |
13 |
| 10 |
25/10/2011 (pomeriggio) |
Progetto dettagliato di un semplice circuito amplificatore con un transistor nella configurazione di emitter follower. | 2 |
15 |
| 11 |
26/10/2011 | Introduzione alla trasmissione e ricezione di segnali radio. Spettro di un segnale modulato in ampiezza. Demodulazione di segnali modulati in ampiezza. Descrizione qualitativa del funzionamento del metodo di demodulazione eterodina. Propagazione atmosferica. Allocazione delle frequenze (mappa di allocazione delle frequenze dal sito della NTIA). | 2 |
17 |
| 12 |
27/10/2011 | Sessione di laboratorio: costruzione di un circuito amplificatore con un transistor. | 2 |
19 |
| 13 |
8/11/2011 (mattina) |
Altri metodi di
modulazione, modulazione di fase e di frequenza. Cenni alla
demodulazione dei segnali FM con uno slope detector. Spettro
dei segnali modulati in frequenza. Altri metodi di
modulazione: metodi FSK, PSK. La modulazione PSK e le sue
varianti (BPSK, QPSK). Modulazione PCM. |
1 |
20 |
| 14 |
8/11/2011 (pomeriggio) |
Sessione di laboratorio: simulazione di sistemi di modulazione FSK e analisi spettrale dei segnali prodotti tramite LabView. . | 2 |
22 |
| 15 |
9/11/2011 |
Introduzione alle tecniche di trasmissione digitale dei
segnali radio e tv. Radio digitale (DRM).Radio digitale
(DRM); la tecnica FDM (Frequency Division Multiplexing).
Schema di radio AM con un transistor FET. Esempio di ricerca
moderna che utilizza i concetti di modulazione studiati nel
corso (radio realizzata con un nanotubo, link all'articolo). |
1 |
23 |
| 16 |
10/11/2011 | Sessione di
laboratorio: costruzione di una radio AM con un
transistor di tipo FET. Dimostrazione del funzionamento di un sistema di trasmissione e ricezione ottico con modulazione FM. |
2 |
25 |
| 17 |
15/11/2011 (mattina) |
Funzionamento di un sistema di trasmissione e
ricezione ottico con modulazione FM (link alla
presentazione). Trasformata di Fourier discreta (DFT).
|
1 |
26 |
| 18 |
15/11/2011 (pomeriggio) |
Proprietà di
ortogonalità degli esponenziali complessi con indici
interi che compaiono nella definizione della DFT. Teorema di
convoluzione per le DFT. Esempio: DFT di un segnale sinusoidale. DFT come modello fisico dei dati. Teorema del campionamento (teorema di Nyquist). Ricostruzione del segnale campionato per mezzo di un DAC. Formula di ricostruzione di Shannon. |
2 |
28 |
| 19 |
16/11/2011 | Complessità di calcolo della DFT.
Il lemma di Danielson-Lanczos. Algoritmo di Cooley e Tukey
per la trasformata di Fourier veloce (FFT). |
1 |
29 |
| 20 |
17/11/2011 | Varianti dell'algoritmo di Cooley e Tukey.
Calcolo della densità spettrale per mezzo della
DFT. Cenni a varianti dei metodi per il calcolo della densità spettrale. Analogia con il metodo OFDM. Spectral leakage. Utilizzo delle finestre per la riduzione dello spectral leakage. Caratteristiche generali delle finestre. |
2 |
31 |
| 21 |
22/11/2011 (mattina) |
Caratteristiche della finestra rettangolare e
della finestra di Hanning. Parametri che caratterizzano i
diversi tipi di finestre (in particolare: coherent gain,
coherent power gain, incoherent power gain, equivalent noise
bandwidth).(Link alla presentazione)
Introduzione ai processi di rumore. |
2 |
33 |
| 22 |
22/11/2011 (pomeriggio) |
Caratteristiche
generali del rumore: Gaussianità, ergodicità,
stazionarietà. Esempio di processo non ergodico.
Esempio di processo non stazionario (processo di diffusione
descritto da una random walk unidimensionale). Importanza
della Gaussianità nei processi di rumore. Rumore
bianco e rumori colorati (rumori con spettro tipo
1/f^alpha). Funzione di autocorrelazione del rumore bianco.
Dimostrazione di Pierce della formula di Nyquist per il rumore Johnson.Teorema di Campbell. |
2 |
35 |
| 23 |
24/11/2011 | Versione
semplificata della formula di reciprocità di Green
(per la dimostrazione del teorema di Nyquist a partire dal
teorema di Campbell). Utilizzo del teorema di Campbell per
la derivazione delle formule per il rumore Johnson e lo shot
noise (link alla presentazione) Regressioni lineari. Modellizzazione AR, MA e ARMA delle serie temporali. Trasformata Z. Funzione di trasferimento ottenuta per mezzo della trasformata Z. Relazione tra trasformata Z e DFT. Regressioni lineari e analisi spettrale. |
2 |
37 |
| 24 |
30/11/2011 | Calcolo dei coefficienti della regressione. Illustrazione di un programma di LabView per l'analisi di regressioni lineari. | 1 |
38 |
| 25 |
1/12/2011 | Sessione di laboratorio: utilizzo di LabView per l'analisi di regressioni lineari | 3 |
41 |
| 26 |
6/12/2011 (mattina) |
Filtri digitali. Teoria di base dei filtri digitali. Alcuni esempi di filtri FIR. Alcuni esempi di filtri IIR. Dimostrazione che i filtri causali producono sempre uno sfasamento dipendente dalla frequenza. (link alla presentazione su regressioni e filtri). | 1 |
42 |
| 27 |
6/12/2011 (pomeriggio) |
Amplificatori. Retroazione (feedback) negativa. Introduzione elementare al funzionamento degli amplificatori operazionali con feedback negativo. Semplici applicazioni degli amplificatori operazionali: circuiti amplificatori e sommatori. Amplificatore in transimpedenza e suo utilizzo come preamplificatore di corrente per i fotodiodi. Altre applicazioni degli amplificatori operazionali: differenze, logaritmi, esponenziali di segnali ottenuti per mezzo di amplificatori operazionali. | 2 |
44 |
| 28 |
7/12/2011 | Circuiti integratori e
differenziatori. DAC ottenuto da un circuito sommatore
realizzato con un amplificatore operazionale. DAC ottenuto
per mezzo della configurazione circuitale R2R.. Introduzione all'apparato per l'acquisizione di segnali ambientali (luce ambientale). (link alla presentazione). |
1 |
45 |
| 29 |
13/12/2011 (mattina) |
Sessione di laboratorio:
costruzione di un fotometro che utilizza un OP-AMP come
amplificatore in transconduttanza. |
2 |
47 |
| 30 |
14/12/2011 |
Introduzione
al funzionamento degli ADC. Range dinamico. Il flash ADC.
Gli ADC pipelined. |
1 |
48 |
| 31 |
15/12/2011 |
Sessione di laboratorio: Setup della presa dati da realizzare durante il periodo natalizio (misura della luminosità ambientale) | 2 |
50 |
| 32 |
10/1/2012 (mattina) |
Introduzione
all'analisi dei dati acquisiti durante il periodo natalizio.
(link alla
presentazione) Altri argomenti riguardanti gli ADC: richiami su Flash ADC e ADC pipelined; circuito sample-and-hold; ADC SAR. |
1 |
51 |
| 33 |
10/1/2012 (pomeriggio) |
Sessione di laboratorio: Analisi dei dati acquisiti durante il periodo natalizio utilizzando LabView. | 2 |
53 |
| 34 |
11/1/2012 | Sessione di laboratorio: Analisi dei dati acquisiti durante il periodo natalizio utilizzando LabView (continuazione). | 1 |
54 |
| 35 |
12/1/2012 | Altri argomenti
relativi agli ADC: l'ADC Sigma-Delta e il noise shaping (link alla presentazione sugli ADC, link ad una nota sulle architetture
degli ADC). Altri argomenti relativi agli OP-AMP: il gyrator; impedenze simulate; filtri attivi con amplificatori operazionali, la configurazione di Sallen-Key; analisi di un filtro passa-basso ottenuto dalla configurazione di Sallen-Key; il multivibratore astabile con un OP-AMP. (link alla presentazione sugli OP-AMP). Modello statico degli OP-AMP con segnale di errore non nullo. |
2 |
56 |
| 36 |
17/1/2012 (mattina) |
Modello
dinamico degli OP-AMP. Analisi delle sorgenti di rumore
negli OP-AMP (link alla
presentazione) (note aggiuntive sugli OP-AMPs) |
1 |
57 |