Obiettivi formativi
Il corso intende fornire le conoscenze essenziali, da un punto di vista sia pratico che teorico, sui circuiti elementari e sull'elaborazione dei segnali digitali che costituiscono da un lato il principio di funzionamento dei calcolatori elettronici, e che dall'altro sono parte importante della pratica di laboratorio per un fisico sperimentale. <br />
Prerequisiti
<br />
È preferibile, ma non indispensabile, la conoscenza dell’elettronica analogica di base.
Contenuti dell'insegnamento
Segnali analogici e digitali. <br />
- I segnali digitali come grandezze booleane: algebra di Boole, operazioni e funzioni logiche. <br />
- Implementazione degli operatori booleani: porte logiche fondamentali e derivate.<br />
- La rappresentazione binaria degli interi: somma e sottrazione, codici binari.<br />
- Minimizzazione delle espressioni logiche: mappe di Karnaugh.<br />
- Circuiti logici combinatori: (de)codificatori, (de)multiplexer, sommatori digitali. <br />
<br />
Il concetto di bistabilità e i circuiti logici sequenziali.<br />
- Latch, flip-flop, e registri. <br />
- Applicazioni dei flip-flop: contatori asincroni e sincroni.<br />
- Teoria generale dei contatori sincroni: generazione di sequenze arbitrarie. <br />
- Registri di scorrimento SISO, SIPO, PISO. <br />
- Circuiti sequenziali asincroni.<br />
<br />
Conversione di segnale digitale/analogico (D/A) e analogico/digitale (A/D).<br />
- Concetti fondamentali: campionamento e quantizzazione, sovra- e sotto-campionamento, aliasing. <br />
- Conversione D/A.<br />
- Conversione A/D basata su D/A e rete di retroazione: convertitori a rampa, ad<br />
approssimazione successive, sigma-delta.<br />
- Convertitori A/D a doppia rampa. <br />
- Convertitori A/D in parallelo (flash).<br />
<br />
Famiglie logiche di uso comune.<br />
- Concetti generali: livelli logici, margine di rumore, fan-out; velocità e dissipazione.<br />
- Logica TTL, famiglia di circuiti integrati 74xx e derivate (74LSxx, etc.)<br />
- Logica CMOS.<br />
<br />
Panoramica sulle memorie a semiconduttore<br />
- architetturra dei circuiti di memoria.<br />
- memorie a sola lettura: ROM, PROM, EPROM, EEPROM.<br />
- memorie ad accesso casuale: SRAM, DRAM.
Programma esteso
- - -
Bibliografia
- P.H. Beards, Elettronica Analogica e Digitale, Jackson Libri<br />
- Dispense del corso
Metodi didattici
Il corso ha un taglio spiccatamente pratico. Le lezioni teoriche in aula sono affiancate da esercitazioni pratiche in laboratorio, all'incirca in rapporto 1:1. Nelle esercitazioni lo studente è chiamato al progetto di semplici circuiti digitali, e alla loro realizzazione pratica mediante il montaggio dei componenti su breadbord. <br />
La valutazione finale è costituita da un colloquio su teoria e pratica svolta, eventualmente integrato da una prova scritta.
Modalità verifica apprendimento
- - -
Altre informazioni
- - -