ECTS - University of Pisa
Simulazione di circuiti analogici. Algoritmi per la soluzione delle reti elettriche. Netlist. Simulatore Orcad Pspice. Uso di strumentazione di laboratorio: alimentatore, generatore di segnali, oscilloscopio, multimetro. Montaggio, debugging e testing di semplici circuiti su breadboard. (L'attività pratica di laboratorio sarà tenuta solo se compatibile con le norme COVID).
Orcad PSPICE circuit simuator. Usage of common electronic equipment: power supply, signal generator, oscilloscope, multimeter. Prototyping, debugging and testing of simple circuits on the breadboard.
Prova pratica consistente nella simulazione e/o montaggio di un circuito analogico e di uno digitale.
Lab test: simulation and building/testing of an analog and a digital circuit.
Lo studente acquisirà la capacità di simulare e testare circuiti analogici e digitali, nonché di usare la strumentazione di base presente in un laboratorio elettronico: multimetro, generatore di segnali, oscilloscopio e alimentatore.
The student will learn how to simulate and build analog and digital circuits, and to make use of the basic instrumentation of an electronic lab: multimeter, oscilloscope, power supply and signal generator.
Prova pratica consistente nella simulazione e/o montaggio di un circuito analogico e di uno digitale.
Lab test: simulation and building/testing of an analog and a digital circuit.
Gli studenti potranno sviluppare la capacita di risovere problemi e scoprire la causa di eventuali malfunzionamenti.
The students will develop problem solving and troubleshooting skills.
Prova pratica consistente nella simulazione e/o montaggio di un circuito analogico e di uno digitale.
Lab test: simulation and building/testing of an analog and a digital circuit.
Conoscenze di base di Elettronica, teoria dei circuiti e reti logiche.
Basic knowledge of electronics, circuit theory and logic circuits.
Il corso è tenuto tramite esercitazione parzialmente guidate:
Il docente introduce il problema (45-60 min). Gli studenti simulano, montano e testano il circuito proposto, chiedendo l'assistenza del docente se necessario.
The course is composed of partially supervised laboratory activities:
The teacher illustrates the proposed circuit (45-60 min). The students simulate, build and test the proposed circuit, requesting the teacher's assistance when needed.
Introduzione al corso. Descrizione strumenti disponibili. Montaggio e
misurazione squadra RC passa basso. Netlist spice. Bipoli passivi.
Descrizione testuale e con GUI di circuito. Tipi di analisi. Simulazione
squadra RC.
Cenni riassuntivi ai trasformatori. Stima dei parametri di un
trasformatore. Raddrizzatore a singola semionda. Filtro capacitivo.
Ripple. Filtro induttivo capacitivo: analisi di Fourier. Dissanguamento.
Simulazione.
Derivatore. Problema del ringing. Analisi con la teoria del
luogo delle radici. Compensazione a zero. Simulazione e montaggio.
Circuito di Eccles-Jordan. Simulazione DC sweep. Stabilità. Montaggio.
Introduzione esercitazione polarizzazione collettore base e visualizzazione
retta di carico.
Simulazione montaggio amplificatore con polarizzazione
collettore base. Visualizzazione retta di carico. Specchio di corrente.
Determinazione resistenza di uscita. Simulazioni parametriche.
Simulazione e montaggio specchio e demagnificatore di corrente.
Confronto amplificatore CE e cascode. Montaggio e simulazione CE e Cascode.
Induttori reali. Elementi parassiti, fattore di Qualità (Q) e loro misura.
realizzazione e misura induttore reale.
Generatore di onde triangolari con generatore di corrente a JFET.
Descrizione. Generatore di onde triangolari con generatore di corrente a
JFET. Simulazione e montaggio.
Oscillatori in classe A. Reti di reazione minime. Stabilizzazione
ampiezza. Simulazione. Conclusione esercitazione oscillatore ponte di
Wien. Montaggio. Guadagno d'anello in corrente.
Oscillatori con un solo elemento attivo. Oscillatore Farfisa: BJT a base
comune relazionato con trasformatore. Completamento simulazione oscillatore
Farfisa.
Inverter a rapporto NMOS. Caratterizzazione MOS con simulazioni
parametriche. Metodo della radice di Ids per la misura della Vt.
Dimensionamento dell'inverter. Confronto carichi non lineari in inverter
NMOS a rapporto: resistore, carico saturo, NMOS a svuotamento, NMOS lineare
e PMOS. Visualizzazione con SPICE della curva di carico. Misura di
capacita in SPICE. Misura Cin NMOS. Misura tempi di propagazione in
inverter NMOS con carico a svuotamento. Ring oscillator: principio di
funzionamento e uso nella misura dei tempi di propagazione e del consumo di
inverter MOS. Ring oscillator con inverter CMOS.
Introduzione alla simulazione digitale. Circuiti gerarchici. Uso dei bus,
generatori digitali di stimolo e generatori di stati logici costanti.
Sommatole a 4 bit integrato e realizzato con 4 Full Adder. Simulazione reti
logiche. Contatore a 4 bit con addizionatore. Simulazione di circuiti
mixed signal: rivelatore di transizioni con squadra RC e XOR. Flip flop SR
con porte NOR/NAND.
Montaggio rivelatore transizione con squadra RC e ports XOR.
Coppia differenziale come elemento logico. Assenza della saturazione.
Logica ECL e segnalazione LVDS. Montaggio e caratterizzazione sperimentale
ingresso-uscita inverter ECL. Ring oscillatori con inverter ECL (cenni).
Simulazione inverter TTL LS. Utilità' del transistore Schottky.
Montaggio contatore modulo 3.
NE555: descrizione e applicazioni. simulazione multivibratore astabile.
Montaggio multivibratore stabile e monostabile con 555.
Description of available lab instruments. Building and testing of RC circuit.
Spice Netlist format. Passive circuit elements. Creation of netlist with text editor and graphic entry.
Available analyses in SPICE. Simulation of RC circuit.
Basic transformer theory. Transformer parameter estimation. Single wave rectifier. Capacitive filter. Ripple. LC filter: Fourier analysis. Bleeding. Spice simulation.
Differentiator. Ringing. Evaluation with root locus theory. Zero compensation. Simulation and building.
Eccles-Jordan circuit. DC sweep simulation. Stability of bias point. Building.
Collector-base biasing. Displaying of load line.
Current mirror. Output resistance. Parametric simulations.
Current magnifier: simulation and building.
Comparison of CE and Cascode amplifiers. Simulation and Building.
Real inductor. Measurement of parasitic elements and quality factor (Q). Building
of an inductor.
Sawtooth generator with JFET current generator. Building and testing.
Class A oscillators. Feedback network with minimal singularities. Amplitude
regulation. Wien bridge oscillator. Simulation and testing.
Current loop gain. Single device oscillators. Farfisa oscillator: common base BJT with
feedback transformer. Simulation.
Resistor load NMOS inverter. Characterization of MOSFETs with parametric simulations. Drain current
square root method for Vth extraction. Inverter sizing. NMOS inverter with alternative loads:
resistor, saturated NMOS, depletion NMOS, triode NMOS, PMOS. SPICE load curve visualisation.
Capacitance measurements with SPICE. NMOS input capacitance measurements.
Propagation delay in NMOS inverter with depletion load. Ring oscillator: theory of operation and usage
to measure propagation delay and power consumption. CMOS ring oscillator.
Introduction to digital simulation. Hierarchical circuits. Busses, digital stimuli
and static logic inputs.
4 bit adder composed by 4 full-adders. Simulation of logic circuits. 4 bit counter with
4-bit adder. Mixed signal circuit simulation: transition detector with RC network and XOR gate. SR flip-flop with
NOR/NAND. Simulation and building.
Differential pair as a logic element. Impossibility of saturation. ECL logic and LVDS signalling.
ECL inverter: simulation and building with discrete components. Ring oscillator with ECL logic (essentials).
Simulation of TTL LS inverter. Advantages of Schottky transistors.
Modulo 3 counter simulation and building.
NE555 circuit: description and applications. Simulation of astable and monostable multivibrators with 555
Datasheet uA741, 2n2222, 74LSxx. 1n4148. Un testo di elettronica di riferimento pu`o essere utile.
Datasheets of uA741, 2N2222, 2N2219, 74LSxx series, 1N41418. A reference electronics text (Millman, Sedra-Smith) can be useful.
Il docente è disponibile a dare loro supporto anche con modalità remote (telefono o email o call conference Microsoft Teams).
They can ask support to the teacher by e-mail or telephone calls or skype conference calls
Prova pratica consistente nella simulazione e/o montaggio di un circuito analogico e di uno digitale.
Lab test: simulation and building/testing of an analog and a digital circuit.
Nessuna in particolare
None in particular
