C.S.E.1.1 COSTRUZIONI E STRUMENTAZIONE ELETTRONICHE Lezione n° 1 DocenteDocente Scopo del corsoScopo del corso PrerequisitiPrerequisiti Programma del moduloProgramma.

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1 C.S.E.1.1 COSTRUZIONI E STRUMENTAZIONE ELETTRONICHE Lezione n° 1 DocenteDocente Scopo del corsoScopo del corso PrerequisitiPrerequisiti Programma del moduloProgramma del modulo Testi consigliatiTesti consigliati Modalità d’esameModalità d’esame Introduzione al corsoIntroduzione al corso

2 C.S.E.1.2 Docente Pierangelo Terreni Dipartimento di Ingegneria dell’InformazioneDipartimento di Ingegneria dell’Informazione Telefono:050-2217632Telefono:050-2217632 E-mail: p.terreni@iet.unipi.itE-mail: p.terreni@iet.unipi.itp.terreni@iet.unipi.it Orario di ricevimentoOrario di ricevimento –Mercoledì9,30 – 12,30 Sergio Saponara Fernando De Bernardinis

3 C.S.E.1.3 Scopo Del Corso Fornire allo studente conoscenze perFornire allo studente conoscenze per Progettazione di sistemi elettronici a elementi discreti.Progettazione di sistemi elettronici a elementi discreti. –tecniche di packaging circuiti a componenti discreti, circuiti integraticircuiti a componenti discreti, circuiti integrati –Multi-Chip Modules (MCM) –circuiti stampati (Printed Circuit Board PCB) Ambiente CAD per la progettazione di circuiti stampatiAmbiente CAD per la progettazione di circuiti stampati Progettazione di circuiti di alimentazione e intertfaciaProgettazione di circuiti di alimentazione e intertfacia

4 C.S.E.1.4 Prerequisiti Matematica Fisica:Matematica Fisica: –Conoscenze di base Elettrotecnica:Elettrotecnica: –Leggi di Kirchhoff; Accoppiamenti induttivi e capacitivi. Elettronica Analogica:Elettronica Analogica: –Amplificatori a componenti discreti e integrati, teoria della reazione, risposta in frequenza. Campi elertromagnetici:Campi elertromagnetici: –Equazioni di Maxwell, linee di trasmissione, compatibilità elettromagnetica.

5 C.S.E.1.5 Programma del Modulo (1) Concetto di Componente e Elementi parassiti di un circuitoConcetto di Componente e Elementi parassiti di un circuito –Maglia di componenti elementari. Componenti in parallelo. Validità delle Leggi di Kirchoff. Resistenza parassita. Induttanza parassita. Limiti del modello. Mutue induttanze. Capacità parassite dei collegamenti. Induttanza parassita della sonda. Accoppiamento induttivo delle sonde. Tecnologie di packaging di dispositivi discreti e circuiti integrati.Tecnologie di packaging di dispositivi discreti e circuiti integrati. –Sistemi di packaging in funzione del tipo di montaggio. Packaging di componenti passivi, Packaging di componenti attivi di potenza, Packaging di circuiti integrati Multichip Modules.Multichip Modules. –Definizione di multichip modules (MCM), circuiti integrati ibridi, vantaggi e svantaggi degli MCM, tecnologie MCM, progetto di MCM, Panoramica sulle tecniche costruttive. Tecniche di collaudo di MCM.

6 C.S.E.1.6 Programma del Modulo (2) Circuiti stampati.Circuiti stampati. –Fabbricazione e assemblaggio di circuiti stampatoi (PCB). Materiali base e materiali avanzati per PCB, caratteristiche fisiche di PCB. Processi di fabbricazione di PCB. Spettro di un segnale digitale Modelli Problemi del cablaggio punto a puntoSpettro di un segnale digitale Modelli Problemi del cablaggio punto a punto – Spettro del segnale di Uscita. Modelli a costanti concentrate e a costanti distribuite. Propagazione dei segnali. Concetto di Lunghezza efficace. Ringing. Diafonia. Interferenza elettromagnetica. Richiami sulle linee di trasmissione Problemi di adattamento, TerminazioniRichiami sulle linee di trasmissione Problemi di adattamento, Terminazioni –Linea di trasmissione. Linee senza perdite. Microstrip. Linee con perdite. Impedenza caratteristica. Linee a basse perdite. Linea RC. L’effetto pelle. Terminazione serie. Terminazione parallelo.

7 C.S.E.1.7 Programma del Modulo (3) Strumenti CAD per la progettazione di circuiti stampatiStrumenti CAD per la progettazione di circuiti stampati –Descrizione di un ambiente CAD per la progettazione di PCB: Imput schematico, tipi di simulazione, piazzamento manuale e automatico, routing manuale e automatico. Compatibilità ElettromagneticaCompatibilità Elettromagnetica Problemi di piazzamento in CIProblemi di piazzamento in CI Sistemi d’interfaccia e alimentazioneSistemi d’interfaccia e alimentazione

8 C.S.E.1.8 Modalità D’esame Realizzazione di un piccolo progettoRealizzazione di un piccolo progetto –Discussione del progetto Prova orale, con domande sulla teoria e sulle applicazioni.Prova orale, con domande sulla teoria e sulle applicazioni. Iscrizione all’esame presso il Dipartimento di Ingegneria dell’InformazioneIscrizione all’esame presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione

9 C.S.E.1.9 Testi di Consultazione 1.“High-Speed Digital Design: A Handbook of Black Magic”, Haward W. Johnson, Martin Graham. Prentice Hall, 1993. ISBN 0-13-395724-1 2.“Grounding and Shielding Techniques in Instrumentation”, Ralph Morrison, 3rd Edition. John Wiley & Sons, 1986. ISBN 0-471-83805-5 3. “Coombs’ Printed Circuit Handbook”, Clyde F. JR. Coombs, McGraw Hill, 2001. ISBN 0071350160 4."Noise Reduction Techniques in Electronic Systems", Henry W.Ott, Second Edition John Wiley & Sons, 1988. ISBN 0-471-85068-3

10 C.S.E.1.10 Introduzione Al Corso Problematiche di un PCBProblematiche di un PCB –Problema topoloigico Piazzamento e interconnessionePiazzamento e interconnessione Minor numero di “strati”Minor numero di “strati” Minor spazio possibile per le interconnessionmiMinor spazio possibile per le interconnessionmi –Problema elettrico Parametri parassitiParametri parassiti Non idealità delle interconnessioniNon idealità delle interconnessioni Non idealità dei componentiNon idealità dei componenti

11 C.S.E.1.11 Prima Legge Di Kirchhoff Legge di Kirchhoff ai nodi[KIL]Legge di Kirchhoff ai nodi[KIL] I1I1 I2I2 I3I3 I4I4 I5I5

12 C.S.E.1.12 Seconda Legge Di Kirchhoff Legge di Kirchhoff alle maglie[KVL]Legge di Kirchhoff alle maglie[KVL] V1V1 V2V2 V3V3 V4V4 V5V5 + - + + + + - - - -

13 C.S.E.1.13 Conlusioni Introduzione al corsoIntroduzione al corso