ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| PROGETTAZIONE DI TRANSCEIVER A RADIOFREQUENZA | ING-INF/01 | LEZIONI | 60 |
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Gli studenti che superano il corso conoscono la struttura di un front-end a radiofrequenza e sono in grado di comprendere i concetti fondamentali del progetto di blocchi circuitali elementari di un front-end a radiofrequenza (LNA, oscillatori, mixer, amplificatori di potenza); conoscono l'effetto di differenti specifiche di progetto (rumore, guadagno, potenza, etc.) sul progetto di ciascun blocco.
The student who successfully completes the course demonstrates knowledge of the structure of a RF communication system and will be able to understand the basics of the electronic design of the elementary circuit blocks of a radio communication system, i.e. LNAs, oscillators, mixers, power amplifiers, also by using commercial EDA tools; will know the impact of the different system design specifications (on the gain, output power, noise performance, power requirements, etc.) on the design of each block.
La verifica finale è composta da prove progettuali con software EDA (50% del voto finale) da svolgersi durante il corso, e da una prova orale (50% del voto finale) da svolgersi al termine del corso. Nella prova orale (25-45 minuti, 1-2 domande) si richiede che lo studente dimostri una conoscenza del programma del corso e delle relazioni fra i vari argomenti, mediante discussione di domande (anche nella forma di brevi esercizi quantitativi) legate al programma, presentando gli argomenti in forma chiara ed organizzata.
Modalità di verifica delle conoscenze:
Knowledge assessment is performed through EDA projects (50% of final mark), assigned during the course, and an oral exam (50% of finale mark), to be taken at the end of the course. In the final oral exam (25-45 minutes, 2-3 questions) the student is required to demostrate knowledge of the course programme and the interrelation between the different programme parts by discussing questions (which can also take the form of short numerical exercises) related to the course contents, presenting their arguments in an organized and clear fashion.
Assessment methods for knowledge:
Gli studenti che superano il corso sono in grado di effettuare il progetto preliminare di circuiti elettronici elementari costituenti un front-end a radiofrequenza (LNA, oscillatori, mixer, amplificatori di potenza), anche con l'ausilio di software EDA commerciali, e sono in grado di confrontare differenti soluzioni circuitali per ciascun blocco in base ai trade-off sulle specifiche (rumore, guadagno, potenza, etc.) e di valutare l'effetto di ciascun blocco sulle prestazioni di un ricevitore/trasmettitore.
The student who successfully completes the course will be able to perform the preliminary design of basic electronic circuit blocks (LNAs, oscillators, mixers, power amplifiers) of a RF front-end, also with the aid of a commercial EDA software, and will be able to select between different implementations of these blocks based on performance trade-offs (noise, gain, power, etc.) and to evaluate the impact of each block on the receiver/transmitter performances.
La verifica finale è composta da prove progettuali con software EDA (50% del voto finale) da svolgersi durante il corso, e da una prova orale (50% del voto finale) da svolgersi al termine del corso. Nella prova orale (25-45 minuti, 1-2 domande) si richiede che lo studente dimostri una conoscenza del programma del corso e delle relazioni fra i vari argomenti, mediante discussione di domande (anche nella forma di brevi esercizi quantitativi) legate al programma, presentando gli argomenti in forma chiara ed organizzata.
Modalità di verifica delle capacità:
Skill assessment is performed through EDA projects (50% of final mark), assigned during the course, and an oral exam (50% of finale mark), to be taken at the end of the course. In the final oral exam (25-45 minutes, 2-3 questions) the student is required to demostrate knowledge of the course programme and the interrelation between the different programme parts by discussing questions (which can also take the form of short numerical exercises) related to the course contents, presenting their arguments in an organized and clear fashion.
Assessment methods for skills:
Elettronica
Teoria dei circuiti
Teoria dei segnali
Campi elettromagnetici
Electronics
Network theory
Signal theory:
Electromagnetics
Metodo: lezioni frontali assistite da slides, esercitazioni frontali.
Attività:
La frequenza è consigliata.
Delivery: face to face, slide assisted lectures
Learning activities:
Attendance is advised.
Richiami sui parametri di scattering (S). Transistori a RF. Non-linearità nei circuiti a RF. Rumore nei bipoli e nei quadripoli, cifra di rumore.
Architetture di ricetrasmettitori. Ricevitori eterodina. Oscillator pulling. Ricevitori sliding-IF. Ricevitori omodina. Trasmettitori.
Analisi degli amplificatori a RF: stabilità, cifra di rumore, guadagno. Sintesi di reti di adattamento. Tecniche di progetto per amplificatori a RF.
Componenti passivi per RF: induttori, condensatori, risonatori. Caratteristiche di filtri passivi.
Mixer. Parametri di merito. Mixer attivi e passivi. Mixer a reiezione della frequenza immagine.
Topologie di oscillatori. Criterio di Barkhausen. Progetto di oscillatori.
Amplificatori di potenza. Rendimento e potenza normalizzata. Architetture: amplificatori in classe A, AB, B, C. Amplificatori push-pull. Amplificatori ad alta efficienza.
two-port parameters, scattering parameters. RF Transistors. Non-linearity in RF circuits. Noise in one-port and two-port networks, Noise Figure.
Transceiver architectures. Etherodyne receivers. Trascinamento degli oscillatori. Ricevitori a FI variabile. Ricevitori omodina (a conversione diretta). Trasmettitori.
Analysis of RF amplifiers: stability, gain, noise characteristics. Matching network synthesis. Design methods for RF amplifiers.
Passive components: inductors, capacitors, resonators. Properties of passive RF filters.
RF Oscillators. Basic theory. Barkhausen criterion. Analysis and design. Basic oscillator topologies.
Mixers. Figures of merit of mixers, active and passive mixers. Image-rejection mixers.
Power Amplifiers. Efficiency and power utilization factor of power amplifiers. Basic PA topologies: class A, AB, B, C. Push-pull amplifiers. High-efficiency (switching) amplifiers.
Letture raccomandate:
Recommended readings:
Pprove progettuali (3-5 prove) più prova orale (25-45 minuti, 2-3 domande).
EDA projects (3-5) and oral exam (25-45 minutes, 2-3 questions).
