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Data |
Argomenti
svolti |
Durata
della lezione |
Totale ore di lezione |
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1/10/2012 (mattina) |
Introduzione al
corso. |
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2/10/2012 |
Introduzione ai segnali. 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. Calcolo della serie di Fourier di un'onda quadra. Fenomeno di Gibbs. | 1 |
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4/10/2012 |
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. Trasformata di Fourier. Proprietà della
trasformata di Fourier. Proprietà di simmetria della
trasformata di Fourier. Rappresentazione della funzione
delta di Dirac. |
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8/10/2012 |
Trasformata di Fourier di un
singolo impulso rettangolare. Trasformata di Fourier di
alcuni segnali comuni. Teorema di Parseval. Spettro di
potenza (densità spettrale). Densità spettrale
di una serie di impulsi scorrelati tra loro.
Introduzione a LabView (gli studenti
possono consultare anche il testo introduttivo: Getting Started with
LabView). |
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9/10/2012 |
Teorema di convoluzione.
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. |
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11/10/2012 |
Altre considerazioni su funzioni spettri e
funzione di autocorrelazione (parità della funzione
di autocorrelazione, etc.). Esempi di densità
spettrale. Introduzione dei decibel. Utilizzo dei decibel
per la fonometria.Introduzione ai filtri analogici. |
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15/10/2012 | 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. Considerazioni generali su risposta impulsiva e funzione di trasferimento. | 2 |
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16/10/2012 | Considerazioni su filtri causali e acausali. Introduzione elementare all'elettronica analogica e al funzionamento dei transistor bipolari. | 1 |
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17/10/2012 |
Sessione di laboratorio: Introduzione all'utilizzo di LabView, quindi primo utilizzo ed esempi semplici di programmazione (generazione di segnali, costruzione dell'interfaccia utente). | 2 |
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22/10/2012 |
Commenti sulla sessione di laboratorio dedicata a LabView. Introduzione elementare all'elettronica analogica (ctd.): funzionamento di triodi, transistor FET e transistor bipolari (link alla dispensa). | 2 |
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23/10/2012 |
Progetto dettagliato di un
semplice circuito amplificatore con un transistor nella
configurazione di emitter follower. |
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25/10/2012 | Sessione di laboratorio: costruzione di un circuito amplificatore con un transistor. | 2 |
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29/10/2012 | Breve storia dell'elettronica e della
microelettronica. Introduzione alla trasmissione e ricezione
di segnali radio (link alla
presentazione su fondamenti di elettronica).
Modulazione di ampiezza (AM). Spettro di un segnale modulato
in ampiezza. |
2 |
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30/10/2012 |
Demodulazione di segnali
modulati in ampiezza. Schema minimo di una radio AM.
Descrizione di un programma di LabView per la sintesi di
segnali modulati in ampiezza. |
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5/11/2012 |
Sessione di laboratorio: simulazione di
sistemi modulati in ampiezza e analisi spettrale dei segnali
prodotti tramite LabView. |
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6/11/2012 | Descrizione qualitativa
del funzionamento del metodo di demodulazione eterodina.
Propagazione atmosferica. Allocazione delle frequenze (mappa
di allocazione delle frequenze dal sito della NTIA).
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| 17 | 8/11/2012 |
Altri metodi di modulazione, modulazione di
fase e di frequenza, modulazione in frequenza (FM). 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). 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). |
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12/11/2012 | 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. Funzionamento di un sistema di trasmissione e ricezione ottico con modulazione FM (link alla presentazione). |
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13/11/2012 |
Introduzione alle
tecniche di trasmissione digitale dei segnali radio e tv.
Radio digitale (DRM).Radio digitale (DRM); la tecnica FDM
(Frequency Division Multiplexing). Trasformata di Fourier discreta (DFT). Proprietà di ortogonalità degli esponenziali complessi con indici interi che compaiono nella definizione della DFT. DFT come modello fisico dei dati. |
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15/11/2012 |
Esempio: DFT di un segnale sinusoidale. Teorema di convoluzione per le DFT. Teorema del campionamento (teorema di Nyquist). Ricostruzione del segnale campionato per mezzo di un DAC. Formula di ricostruzione di Shannon. | 2 |
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19/11/2012 | Complessità di calcolo della DFT. Il lemma di Danielson-Lanczos. Algoritmo di Cooley e Tukey per la trasformata di Fourier veloce (FFT). Varianti dell'algoritmo di Cooley e Tukey. Calcolo della densità spettrale per mezzo della DFT. | 2 |
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22/11/2012 | Cenni a varianti dei metodi per il calcolo della densità spettrale. Spectral leakage. Utilizzo delle finestre per la riduzione dello spectral leakage. Caratteristiche generali delle finestre. 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). | 2 |
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26/11/2012 |
Ancora sui
parametri che caratterizzano i diversi tipi di finestre
(equivalent noise bandwidth). (Link
alla presentazione). La tecnica OFDM (link alla presentazione). Introduzione ai processi di rumore. Caratteristiche generali del rumore: Gaussianità, ergodicità, stazionarietà. Esempio di processo non ergodico. 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. |
2 |
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27/11/2012 |
Dimostrazione di Pierce della
formula di Nyquist per il rumore Johnson.Teorema di
Campbell. 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) |
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3/12/2012 | 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. Calcolo dei coefficienti della regressione. Illustrazione di un programma di LabView per l'analisi di regressioni lineari. | 2 |
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4/12/2012 | 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). |
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6/12/2012 |
Sessione di laboratorio: utilizzo di LabView per l'analisi di regressioni lineari | 2 |
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10/12/2012 |
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: circuiti
integratori e differenziatori, differenze, logaritmi,
esponenziali di segnali ottenuti per mezzo di amplificatori
operazionali. Moltiplicatore analogico. |
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11/12/2012 | DAC ottenuto da un circuito sommatore
realizzato con un amplificatore operazionale. DAC ottenuto
per mezzo della configurazione circuitale R2R. 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). Introduzione all'apparato per l'acquisizione di segnali ambientali (luce ambientale). |
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13/12/2012 |
Sessione di laboratorio: costruzione di un fotometro che utilizza un OP-AMP come amplificatore in transconduttanza. | 2 |
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7/1/2013 |
Analisi dei dati acquisiti
durante il periodo natalizio. (link alla presentazione). Introduzione al funzionamento degli ADC. Range dinamico. |
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8/1/2013 |
Altri argomenti riguardanti gli ADC. Il flash ADC. Gli ADC pipelined. Il circuito sample-and-hold. ADC SAR. L'ADC Sigma-Delta e il noise shaping (link alla presentazione sugli ADC, link ad una nota sulle architetture degli ADC). Modello statico degli OP-AMP con segnale di errore non nullo. Modello dinamico degli OP-AMP | 2 |
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9/1/2013 |
Gli oscillatori VCO, con
un'analisi del funzionamento del trigger di Schmitt e
applicazione alle trasmissioni radio FM (link alla presentazione su argomenti
aggiuntivi su OP-AMPs). Seminario finale sulla misura del tempo e gli orologi atomici. |
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