EQUAZIONI DI MAXWELL IN COORDINATE CURVILINEE ORTOGONALI GENERALIZZATE. PROPRIETÀ MACROSCOPICHE DELLA MATERIA E RELAZIONI COSTITUTIVE PER MEZZI GENERALI. OPERATORE NABLA. ESPRESSIONE DELL’OPERATORE NABLA IN COORDINATE CURVILINEE ORTOGONALI GENERALIZZATE. ONDE PIANE IN MEZZI ILLIMITATI. SOLUZIONE PER ONDA PIANA IN MEZZI BIANISOTROPI. PROPAGAZIONE DEL CAMPO ELETTROMAGNETICO IN MEZZI MATERIALI NON CONVENZIONALI: MEZZI CHIRALI, MEZZI ANISOTROPI, MEZZI BI-ANISOTROPI; FERRITI. RICHIAMI SUL CALCOLO DEGLI AUTOMODI. EQUAZIONI DI MAXWELL NEL SISTEMA DI RIFERIMENTO KDB. FORMALISMO DI MARKUWITZ E SCHWINGER. METODO DELLA RISONANZA TRAVERSA. LINEE DI TRASMISSIONE TEM GENERALIZZATE. OSTACOLO IN GUIDA D’ONDA. STRUTTURE IRRADIANTI STRATIFICATE A SIMMETRIA PLANARE. FUNZIONE DIADICA DI GREEN SPAZIALE E SPETTRALE IN STRUTTURE PLANARI INTEGRATE CARICATE CON MATERIALI CONVENZIONALI E CON MATERIALI COMPLESSI. APPLICAZIONE DELLA TEORIA SPETTRALE ALL'ANALISI E AL PROGETTO DI ANTENNE INTEGRATE A MICROONDE. METODI NUMERICI PER L’ELETTROMAGNETISMO. I METAMATERIALI: APPLICAZIONI AL BIOELETTROMAGNETISMO ALL’ELETTRONICA ED ALLE TELECOMUNICAZIONI. ELETTRODINAMICA DEI MATERIALI CON RIFRAZIONE NEGATIVA: ESEMPIO DELLA SUPERLENTE COME DISPOSITIVO ADATTANTE. RIFRAZIONE NEGATIVA E VELOCITÀ DI FASE NEGATIVA IN METAMATERIALI “LEFT-HANDED”. DIFFUSIONE DELLA LUCE NEI RISONATORI "SPLIT-RING". ONDE MAGNETO-INDUTTIVE IN UN METAMATERIALE CON ELEMENTI A DOPPIA PERIODICITÀ. MATERIALI SINTONIZZABILI PER LA TECNICA DELLE MICROONDE. APPLICAZIONI DEI METAMATERIALI AI TERMINALI ED ALLE ANTENNE AD ALTO GUADAGNO. ESEMPI DI REALIZZAZIONE DI NANOANTENNE. LITOGRAFIA “NANOIMPRINT” E “SOFT” PER METAMATERIALI PLANARI FOTONICI. POLARITONI SUPERFICIALI IN GUIDE D’ONDA CARICATE CON STRATI “LEFT-HANDED” ASIMMETRICI. PROPRIETÀ DI GUIDE D’ONDA PLASMONICO-POLARITONICHE SU NANOFILI D’ARGENTO. PECULIARITÀ SPETTRALI DEL CAMPO ELETTROMAGNETICO DIFFUSO DA CILINDRI DI VESELAGO. MEZZI ELETTROMAGNETICI DI TIPO “LEFT-HANDED” FUNZIONANTI NELLA BANDA DEI TERAHERTZ. PROPRIETÀ DI GUIDE D’ONDA A SIMMETRIA CIRCOLARE CARICATE CON NANO FILI METALLICI. STRUTTURE DISSIPATIVE SPAZIALI IN RISONATORI FABRY-PEROT CON INDICE DI RIFRAZIONE NEGATIVO. ANALISI DI STRUTTURE CON MATERIALE METALLICO INVARIANTE PER TRASLAZIONE O SINGOLARMENTE/DOPPIAMENTE NEGATIVO. PROPAGAZIONE DELL’ONDA ELETTROMAGNETICA IN STRUTTURE APERIODICHE COMPOSTE CON METAMATERIALI DI TIPO “LEFT- E RIGHT HANDED”. CARATTERISTICHE ELETTROMAGNETICHE DI STRUTTURE PERIODICHE MONODIMENSIONALI CON SUBSTRATI AD INDICE DI RIFRAZIONE NEGATIVO. MODELLO ANALITICO PER LA PROPAGAZIONE OTTICA IN UN MATERIALE “LEFT-HANDED” NON LINEARE. METAMATERIALI PER LA SENSORISTICA DI CAMPIONI BIOLOGICI.

• BASSI P., SCOLARI L., ZOLI R., PROPAGAZIONE DI ONDE ELETTROMAGNETICHE, CLUEB, 2006.
• C.T.A. JOHNK, ENGINEERING ELECTROMAGNETIC FIELDS AND WAVES, JOHN WILEY & SONS, 1988.
• CHEN-TO TAI, GENERALYZED VECTOR AND DYADIC ANALYSIS, IEEE PRESS, 1992.
• COLLIN R.E., FIELD THEORY OF GUIDED WAVES, IEEE PRESS, NEW YORK, 1991.
• CONCIAURO G., PERREGRINI L., FONDAMENTI DI ONDE ELETTROMAGNETICHE, MCGRAW-HILL, 2003.
• DUDLEY D.G., MATHEMATICAL FOUNDATIONS FOR ELECTROMAGNETIC THEORY, IEEE PRESS, 1994.
• FELSEN L.B., MARCUVITZ N., RADIATION AND SCATTERING OF WAVES, IEEE PRESS, 1994.
• KONG J.A., ELECTROMAGNETIC WAVE THEORY, WILEY, NEW YORK, 1992.
• LANDAU L., LIFCHITZ E., ÉLECTRODYNAMIQUE DES MILIEUX CONTINUS, EDITIONS MIR, 1969.
• MISRA D.K., PRACTICAL ELECTROMAGNETICS: FROM BIOMEDICAL SCIENCES TO WIRELESS COMMUNICATION, JOHN WILEY & SONS, 2007.
• .RINDLER W., RELATIVITY (SPECIAL, GENERAL, AND COSMOLOGICAL), OXFORD UNIVERSITY PRESS, 2006.
• .SPIGLER R., GRADIENTE ROTORE DIVERGENZA E APPLICAZIONI, EDIZIONI LIBRERIA CORTINA, PADOVA, 1987.
• STRATTON J.A., TEORIA DELL’ELETTROMAGNETISMO, ED. BORINGHIERI, 1952.
• VAN BLADEL J., SINGULAR ELECTROMAGNETICS FIELDS AND SOURCES, IEEE PRESS, 1991.
• VEGNI L., TOSCANO A., BILOTTI F., ESERCIZI DI CAMPI ELETTROMAGNETICI I (SECONDA EDIZIONE), EDITORE ESCULAPIO, BOLOGNA, 2002.
• YEH P., OPTICAL WAVES IN LAYERED MEDIA, JOHN WILEY & SONS, 1988.

ELETTRONICA ANALOGICA

Amplificatori operazionali.
Caratteristiche ideali di anello aperto. Retroazione negativa: vincoli. Configurazioni invertente e non invertente. Alimentazione degli OpAmp. Saturazione. OpAmp a singola alimentazione.

Circuiti lineari ad amplificatori operazionali.
Generatori di tensioni e correnti continue. Convertitori V-I. Amplificatori di corrente. Amplificatori differenziali. Amplificatori di misura.
Filtri attivi.
Filtri attivi del pimo e secondo ordine. Configurazione Sallen-Key e Retroazione Multipla. Filtri a capacità commutate. Filtri di ordine superiore. Risposte di tipo Bessel, Butterworth e Chebyshev. Progettazione di un filtro di ordine superiore.

Limitazioni statiche e dinamiche degli amplificatori operazionali.
Deviazioni dalla idealità di un amplificatore operazionale. Correnti di polarizzazione e di sbilanciamento di ingresso. Tensione di sbilanciamento. Impedenze d’ingresso e d’uscita. Risposta in frequenza degli amplificatori operazionali. Amplificatori compensati e non compensati. Rise Time. Slew-rate.

Circuiti non lineari e generatori di segnale.
Comparatori di tensione monolitici. Trigger di Schmitt. Generatori di segnali sinusoidali. Oscillatori a ponte di Wien e a sfasamento. Multivibratori. Il temporizzatore 555 e le sue applicazioni.

ELETTRONICA DIGITALE

Circuiti e dispositivi combinatori
Variabili logiche, algebra booleana e funzioni booleane. Tavole della verità , algebra Booleana e Mappe di Karnaugh . Minimizzazione di funzioni booleane e loro rappresentazione a porte NAND in termini di SOP e a porte NOR in termini di POS. Temporizzazione delle uscite nei circuiti combinatori. Condizioni di indifferenza e minimizzazione. Progetto di circuiti combinatori con porte logiche. Circuiti di codifica e decodifica. Generazione di funzioni utilizzando decodificatori. Multiplexer e demultiplexer. Generazione di funzioni mediante multiplexer. Memorie a sola lettura ROM. Dispositivi logici programmabili PAL, e PLA.

Circuiti sequenziali
Latches Set-Reset.Latches Set-Reset con clock. Flip flop Master-Slave. Flip flop J-K. Flip flop D. Edge triggered Flip-flop. Registri a scorrimento SISO, PIPO, SIPO e PISO. Scorrimento dei dati a destra, a sinistra e bidirezionale. Scorrimento ciclico, circolatore di 1 e di 0. Contatori binari asincroni: ripple Counter e divisori di frequenza. Contatori in avanti e all’indietro. Contatori bidirezionali. Contatori con modulo arbitrario. Contatori sincroni. Contatori ad anello.

SERGIO FRANCO
“DESIGN WITH OPERATIONAL AMPLIFIERS AND ANALOG INTEGRATED CIRCUITS”,
3RD EDITION– MCGRAW-HILL, 2003

JERRY D. DANIELS
“DIGITAL DESIGN FROM ZERO TO ONE", WILEY

• Richiami di ottica
Equazioni di Maxwell, riflessione e rifrazione, la lente sottile, interferenza, diffrazione, ottica di Fresnel, reticoli.

• Ottica Guidata
Guida planare; modi di una guida planare simmetrica e asimmetrica; modi di una doppia guida planare simmetrica; accoppiamento fra i modi di una guida (cenni); tipi di fibra ottica; attenuazione; modi delle fibre a salto d’indice; dispersione intermodale; dispersione cromatica; tecniche di compensazione della dispersione cromatica; fibre a profilo d’indice graduale; giunti e connettori; sistemi in fibra ottica; WDM; effetti non lineari: SPM, XPM, FWM, scattering di Raman; linee di progetto.

• Dispositivi passivi
Divisori di potenza; accoppiatori direzionali; accoppiatori ad interferenza di molti modi (MMI); filtri ottici planari; interferometro di Mach Zehnder; spettroscopi a reticolo; reticoli blazed; multiplexer/demultiplexer; waveguide grating routers (WGR); reticoli di Bragg; interferometri di Fabry Perot.

• Polarization mode dispersion (PMD)
Stati di polarizzazione; formalismo di Jones; parametri di Stokes; sfera di Poincarè; birifrangenza nelle fibre ottiche; stati di polarizzazione principali; differential group delay (DGD); vettore PMD; PMD power penalty.

• Trasmettitori ottici
interazione radiazione-materia (richiami), assorbimento ed emissione in un semiconduttore, bande di energia di un semiconduttore, densità degli stati, led, laser a semiconduttore, laser DFB, laser quantum dot.

• Amplificatori ottici
Caratteristiche, rumore, semiconductor optical amplifier (SOA), convertitori di lunghezza d’onda, Erbium Doped Fiber Amplifier (EDFA), Amplificatori Raman.

• Ricevitori ottici
Caratteristiche, fotodiodi p-i-n, fotodiodi a valanga, rumore nei fotorivelatori, BER, minima potenza ricevuta, limite quantico della foto rivelazione.

• Modulatori ottici
Modulazione diretta del laser, chirp, modulatori ad elettro-assorbimento, modulatori MZI, formati di modulazione, CS, DPSK.

Richard S. Quimby - Photonics and lasers.
Eduard Sackinger - Broadband circuits for optical fiber communication.
Govind P. Agrawal - Fiber-optic communication systems.
Govind P. Agrawal - Lightwave technology.
Hirioshi Isikawa - Ultrafast all-optical signal processing devices.
Salah Obayya - Computational photonics.

TEORIA CLASSICA DELLA RICEZIONE: PROCEDURA DI BAYES, PROCEDURA MINIMAX. VERIFICA DI IPOTESI BINARIA. RIVELAZIONE DI SEGNALI IN RUMORE ADDITIVO GAUSSIANO. VERIFICA DI IPOTESI M-ARIA. RIVELAZIONE M-ARIA IN RUMORE GAUSSIANO. MODULAZIONI NUMERICHE: INTERFERENZA INTERSIMBOLICA. MODULAZIONE ASK: PRINCIPI E PRESTAZIONI. CASI PARTICOLARI: RICEVITORE OTTIMO, RICEVITORE SUBOTTIMO, ESEMPI DI MODULAZIONE ASK. MODULAZIONE QAM: PRINCIPI E PRESTAZIONI. MODULAZIONE PSK: PRINCIPI E PRESTAZIONI. MODULAZIONI DERIVATE DALLA MODULAZIONE PSK: OQPSK E MSK. TECNICHE DI MODULAZIONE BASATE SULL’ESPANSIONE DELLO SPETTRO: MULTIPLAZIONE CDMA. DS-CDMA. CODICI D’ESPANSIONE OVSF, WALSH-HADAMARD. SEQUENZE DA REGISTRO A SCORRIMENTO, M-SEQUENCES. CODICI DI GOLD E KASAMI. TECNICHE PER IL CONTROLLO DINAMICO DELLA VELOCITÀ DI TRASMISSIONE. ANALISI DELLE PRESTAZIONI: CASI SINCRONO E ASINCRONO. CANALI AFFETTI DA FADING E DA CAMMINI MULTIPLI: MODELLO WIDE SENSE STATIONARY UNCORRELATED SCATTERING (WWSSU).RICEVITORE RAKE. DS-CDMA: ANALISI DELLE PRESTAZIONI IN UN MULTIPATH FADING CHANNEL CON RICEVITORE RAKE. MODULAZIONE OFDM: RAPPRESENTAZIONE NEL DOMINIO DEL TEMPO E DELLA FREQUENZA, ARCHITETTURA DI MODULAZIONE. ALGORITMO FFT PER IL CALCOLO DELLA TRASFORMATA DISCRETA DI FOURIER. EQUALIZZAZIONE NEL DOMINIO DELLA TRASFORMATA DISCRETA DI FOURIER. USO DEL PREFISSO CICLICO. ARCHITETTURA DI DEMODULAZIONE. PRESTAZIONI. CARATTERIZZAZIONE DEL RUMORE NEI CIRCUITI RUMORE TERMICO NEI BIPOLI PASSIVI. RUMORE TERMICO NELLE RETI 2 PORTE.

A. NERI. "APPUNTI DALLE LEZIONI DI TRASMISSIONI NUMERICHE".
DISPONIBILE GRATUITAMENTE IN FORMA ELETTRONICA DAL SITO HTTP://ELEARNING.DIA.UNIROMA3.IT/MOODLE/.

SEZIONE 1 : GRANDEZZE - STRUMENTAZIONE E TEORIA RAPPRESENTAZIONALE
SEZIONE 2 : TRASDUTTORI - CLASSIFICAZIONE DELLA STRUMENTAZIONE ELETTROMECCANICA - MOTO DELL'EQUIPAGGIO MOBILE
SEZIONE 3 : STRUMENTI MAGNETO ELETTRICI - STRUMENTI ELETTRODINAMICI
SEZIONE 4 : STRUMENTI AD INDUZIONE - STRUMENTI TERMICI - PROBE - STADI DI INGRESSO
SEZIONE 5 : HIGH QUALITY GROUND E DIGITAL GROUND - OSCILLOSCOPIO (CRT, DEFLESSIONE)
SEZIONE 6 : OSCILLOSCOPIO (ALIMENTATORE, CANALE VERTICALE, TRIGGER)
SEZIONE 7 : OSCILLOSCOPIO (CANALE ORIZZONTALE) - VOLTMETRI
SEZIONE 8 : PHASE LOCKED LOOP - STRUMENTAZIONE P.L.L.
SEZIONE 9 : GENERALITÀ SUL CAMPIONAMENTO - MAGGIORANTE DI HELMS E THOMAS - OSCILLOSCOPI CAMPIONATORI
SEZIONE 10 : GENERALITÀ SULLA STRUMENTAZIONE DIGITALE - COMPARATORI ANALOGICI - MULTIPLEXER ANALOGICI - DEMULTIPLEXER DIGITALI
SEZIONE 11 : CONVERSIONE A/D A COINCIDENZA
SEZIONE 12 : CONVERSIONE D/A - CONVERSIONE A/D A CONFRONTO DIRETTO - ANALISI IN FREQUENZA DEI CONVERTITORI A/D - OSCILLOSCOPI DIGITALI

DISPENSE A CURA DEL DOCENTE

Architettura dei calcolatori.
Oggetti software.
Oggetti e Java.
Strumenti per la programmazione.
Problemi, algoritmi e oggetti.
Le basi del linguaggio Java.
Leggibilità.
Uso di oggetti.
Variabili e assegnazione.
Errori di programmazione.
Tipi ed espressioni.
Istruzioni condizionali e blocco.
Istruzioni ripetitive.
Iterazione.
Tipi riferimento e stringhe (cenni).
Definizione di metodi.
Correttezza.
Definizione di classi.
Array.
Tempo di esecuzione dei programmi.
Ereditarietà e polimorfismo.
Collezioni.

CABIBBO L., FONDAMENTI DI INFORMATICA: OGGETTI E JAVA. MCGRAW-HILL, 2004

NOZIONI FONDAMENTALI DI TEORIA DEGLI INSIEMI. SPAZI VETTORIALI. COMBINAZIONI LINEARI. DIPENDENZA ED INDIPENDENZA LINEARE. SOTTOSPAZI. INTERSEZIONE DI SOTTOSPAZI. BASE DI UNO SPAZIO VETTORIALE. DIMENSIONE DI UNO SPAZIO VETTORIALE. MATRICI. SOMMA DI MATRICI. PRODOTTO DI UNA MATRICE PER UNO SCALARE. LO SPAZIO VETTORIALE DELLE MATRICI MXN A COEFFICIENTI REALI. PRODOTTO RIGHE PER COLONNE. DETERMINANTE DI UNA MATRICE QUADRATA. PROPRIETÀ DEI DETERMINANTI. REGOLA DI SARRUS. TEOREMA DI LAPLACE. MATRICE AGGIUNTA. MATRICE TRASPOSTA. MATRICE INVERSA. MATRICI DIAGONALI. MATRICI TRIANGOLARI. RIDUZIONE A GRADINI DI UNA MATRICE. MINORI DI UNA MATRICE. RANGO DI UNA MATRICE. TEOREMA DEGLI ORLATI. SISTEMI LINEARI. SISTEMI OMOGENEI. SISTEMI EQUIVALENTI. SISTEMI COMPATIBILI E INCOMPATIBILI. SISTEMI QUADRATI. TEOREMA DI ROUCHÈ-CAPELLI. TEOREMA DI CRAMER. RISOLUZIONE DI UN SISTEMA LINEARE. METODO DI ELIMINAZIONE DI GAUSS. MATRICI SIMILI. MATRICI DIAGONALIZZABILI. POLINOMIO CARATTERISTICO. AUTOVALORI, AUTOVETTORI, AUTOSPAZI. MOLTEPLICITÀ ALGEBRICA E MOLTEPLICITÀ GEOMETRICA DI UN AUTOVALORE. CONDIZIONI NECESSARIE E SUFFICIENTI PER LA DIAGONALIZZABILITÀ DI UNA MATRICE. LO SPAZIO DEI VETTORI GEOMETRICI. PRODOTTO SCALARE. PRODOTTO VETTORIALE.

R.PROCESI-R.ROTA- LEZIONI DI ALGEBRA LINEARE E GEOMETRIA, ED.ACCADEMICA
R.PROCESI-R.ROTA- ESERCIZI DI GEOMETRIA E ALGEBRA, ED. ZANICHELLI

Richiami sulla natura del calore. Calore e temperatura
Capacità termica. Calore specifico.
Conduzione: generalità sui campi termici, fenomenologia della conduzione.
Postulato ed equazione di fourier in coordinate cartesiane e cilindriche.
Esempi di soluzioni esatte: lastra piana e multi-strato in regime stazionario.
Strato cilindrico. Raggio critico di isolante.
Regime periodico stabilizzato.
Mezzo semi- infinito con variazione a gradino della temperatura.
Irraggiamento: generalità sulla radiazione elettromagnetica.
Proprietà dei corpi come ricevitori e come emettitori di energia raggiante
Leggi di emissione del corpo nero.
Corpi grigi, corpi selettivi, cavità di corpi neri e di corpi grigi.
Effetto serra.
Scambi di calore per irraggiamento. Fattori di vista. schermi alla radiazione.
Convezione: moto di fluidi in presenza di pareti solide a diversa temperatura.
Strato limite. Moto laminare e turbolento.
Convezione naturale e forzata.
Analisi dimensionale e metodo degli indici.
Parametri adimensionali e loro significato fisico.
Riscaldamento e raffreddamento di un corpo omogeneo.
Alette di raffreddamento.
Problemi di dissipazione del calore in componenti elettronici.

Barducci, I., Trasmissione del calore, Editoriale Esa, Milano, 1989.
Badaglicca, A., Fondamenti di trasmissione del calore, Aracne, Roma, 1997.
Per approfondimenti:
Cengel, Y. A., Termodinamica e trasmissione del calore, Mcgraw-Hill, Milano, 2nd Ed., 2005.
Kreith, F., Principi di trasmissione del calore, Liguori Editore, Napoli, 1975.

STRUTTURA DELL’ATOMO, EQUAZIONE DI SCHRÖDINGER, ATOMO DI IDROGENO, ORBITALI ATOMICI, CONFIGURAZIONE ELETTRONICA, TAVOLA PERIODICA DEGLI ELEMENTI. IL LEGAME CHIMICO: LA REGOLA DELL’ OTTETTO, LEGAME IONICO, LEGAME COVALENTE, LEGAMI MULTIPLI, STRUTTURE DI LEWIS, LEGAME COVALENTE POLARE, ELETTRONEGATIVITÀ, TEORIA DEL LEGAME DI VALENZA, IBRIDAZIONE, TEORIA VSEPR, TEORIA DEGLI ORBITALI MOLECOLARI, APPLICAZIONE DELLA TEORIA DEGLI ORBITALI MOLECOLARI PER MOLECOLE BIATOMICHE, FORZE DI ATTRAZIONE TRA MOLECOLE. LEGGE DI COMBINAZIONE CHIMICA, LEGGE DI COMBINAZIONE DEI VOLUMI, CONCETTO DI MOLE E FORMULA. CALCOLI STECHIOMETRICI. I GAS: LEGGI DEI GAS, LEGGE DEI GAS IDEALI, LEGGE DI DALTON DELLE PRESSIONI PARZIALI, EQUAZIONE DI VAN DER WAALS. TERMOCHIMICA, CALORE, LAVORO, PRIMA LEGGE DELLA TERMODINAMICA, ENTALPIA, ENTROPIA, ENERGIA LIBERA. STATI SOLIDO E LIQUIDO, TIPI DI SOLIDI, DIAGRAMMI DI STATO. SOLUZIONI NON-ELETTROLITICHE, LEGGE DI RAOULT, DEVIAZIONE DALLA LEGGE DI RAOULT, LEGGE DI HENRY, PROPRIETÀ COLLIGATIVE. EQUILIBRIO CHIMICO. PRINCIPIO DI LE CHATELIER. COSTANTI DI EQUILIBRIO. LEGGE DI AZIONE DI MASSA. DIPENDENZA DAL VOLUME, DIPENDENZA DALLA TEMPERATURA, EQUILIBRI IN SOLUZIONE ACQUOSA, DISSOCIAZIONE ELETTROLITICA. PROPRIETÀ COLLIGATIVE DI SOLUZIONI ELETTROLITICHE. ACIDI E BASI, ACIDI E BASI DI BRONSTED-LOWRY, ACIDI E BASI DI LEWIS, IONIZZAZIONE DELL’ACQUA, EQUILIBRI ACIDO-BASE E PH. TAMPONI, PRODOTTO DI SOLUBILITÀ. NUMERI DI OSSIDAZIONE. REAZIONI REDOX. CELLE ELETTROCHIMICHE.

BROWN-LEMAY-BURSTEN-MURPHY ''FONDAMENTI DI CHIMICA'' ED. EDISES
ATKINS-JONES "PRINCIPI DI CHIMICA" III ED. ZANICHELLI
BERTINI-LUCHINAT-MANI "STECHIOMETRIA" ED. CASA EDITRICE AMBROSIANA

Equazioni differenziali del prim’ordine: Equazioni a variabili separabili; Equazioni lineari; Equazione di Bernoulli; Equazioni omogenee; Equazioni a coefficienti lineari; Fattore integrante; Riduzione dell’ordine. Il teorema di esistenza e unicità (senza dimostrazione) per equazioni del prim’ordine.
Applicazioni delle equazioni differenziali del prim’ordine: Equazione della crescita e del decadimento; Decadimento radioattivo; Epidemia e diffusione di una malattia.
Equazioni differenziali del second’ordine: Teorema di esistenza e unicità (senza dimostrazione); equazioni lineari; La soluzione generale dell’omogenea; Il Wronskiano e le sue proprietà; un metodo per ottenere una soluzione dell’equazione omogenea, conoscendone un’altra; Equazioni differenziali omogenee a coefficienti costanti: Radici reali e distinte, radici reali e coincidenti, Radici complesse e coniugate; Ulteriori risultati sulle equazioni omogenee; L’equazione non omogenea; Il metodo della variazione dei parametri; Il metodo dei coefficienti indeterminati.
Successioni e serie di funzioni; convergenza puntuale e uniforme; Criterio di Wierstrass; convergenza uniforme e continuità; Convergenza uniforme e integrazione; Convergenza uniforme e derivazione; Serie di potenze; Proprietà di convergenza; Criteri per la ricerca del raggio di convergenza; Integrazione e derivazione delle serie di potenze; Serie di Taylor; La serie binomiale; Valutazione di alcuni integrali attraverso serie di potenze; Le serie di Fourier.
Integrazione per serie delle equazioni differenziali del second’ordine.
La trasformata di Laplace; Proprietà con dimostrazione; Trasformate di integrali e derivate; Soluzioni di alcuni problemi di Cauchy; L’integrale di convoluzione; Ulteriori applicazioni.
Funzioni di più variabili: generalità, limiti e continuità; derivate parziali; Valori estremi (classificazione dei punti critici); moltiplicatori di Lagrange.
N. B. la parte sulle funzioni di più variabili è prevalentemente applicativa: I risultati teorici sono stati soltanto enunciati.

A. Laforgia, Equazioni differenziali ordinarie, Accademica editrice
A. Laforgia, Successioni e serie di funzioni, Accademica editrice

Generalità sui sistemi di comunicazione. Definizioni di messaggio e di segnale. Rappresentazione di un segnale mediante la forma d'onda, energia e potenza. I segnali come elementi di uno spazio vettoriale. Rappresentazione di Fourier generalizzata. Definizione e proprietà delle funzioni di autocorrelazione e di intercorrelazione. Trasformazioni lineari in senso esteso. Rappresentazione dei segnali basata sull'impulso matematico. Relazioni ingresso uscita per sistemi lineari e permanenti, convoluzione e sue proprietà. Segnali periodici e loro rappresentazione in serie di Fourier. Trasformata di Fourier. Teorema di Parseval generalizzato e sua applicazione al caso dei segnali di energia e dei segnali periodici. Teoremi di Wiener per segnali di energia e di potenza. Spettri di densità di energia e di densità di potenza. Segnali limitati in banda. Teorema del campionamento. Effetti da sottocampionamento. Trasformata di Hilbert. Segnale analitico ed inviluppo complesso, componenti analogiche di bassa frequenza. Trasformazioni lineari di segnali limitati in banda sia contigua che non contigua all'origine e relazioni tra i campioni delle relative rappresentazioni. Modulazione di ampiezza (BLD-PI, BLD-PS, BLR, BLU), schemi di ricevitori basati su demodulazione sincrona e di inviluppo. Modulazione angolare (di fase e di frequenza) per segnali analogici. Demodulazione per segnali modulati di frequenza.

Impostazione frequentistica ed assiomatica della teoria delle probabilità. Teoremi fondamentali. Teorema di Bayes. Variabili aleatorie, funzioni di distribuzione e funzioni di densità di probabilità. Valore atteso: definizione e proprietà, momenti centrati e non centrati, matrice di covariaza. Funzioni di variabili aleatorie. Funzione caratteristica. Trasformazioni lineari di varibili aleatorie. Teorema del limite centrale. Varibile aleatorie gaussiane unidimensionali e pluridimensionali. Variabili aleatorie di Bernoulli e di Poisson. Leggi dei grandi numeri. Processi aleatori: definizioni e proprietà. Processi stazionari, medie d'insieme e medie temporali. Processi ergodici e teoremi collegati, sorgenti riducibili. Processi ad aleatorietà parametrica: processo armonico. Trasformazioni lineari e non-lineari di processi ergodici. Processi gaussiani. Proprietà delle componenti analogiche di bassa frequenza, dell'inviluppo e della fase di processi gaussiani limitati in banda non contigua all'origine. Onda P.A.M. Processo armonico.

• R. CUSANI- TEORIA DEI SEGNALI- INGEGNERIA DUEMILA
PERAPPROFONDIMENTI ED ESERCIZI
• RICCARDO LEONARDI, PIERANGELO MIGLIORATI, ESERCIZI DI TEORIA DEI SEGNALI, TERZA EDIZIONE, SOCIETÀ EDITRICE ESCULAPIO, 2011

Dai campi ai circuiti: limiti e validità della rappresentazione circuitale. Leggi di Kirkhhoff. Caratteristiche topologiche dei circuiti. Collegamenti in serie e in parallelo, nodi e maglie. Introduzione alla teoria dei grafi. Tagli e maglie fondamentali. Matrici di incidenza. Convenzioni dei generatori e degli utilizzatori. Potenza elettrica e passività. Teorema di Tellegen. Reciprocità. Bipolo, multipolo, porta e multiporta. Linearità, tempo-invarianza, memoria. Leggi costitutive dei bipoli passivi R L C e dei generatori ideali di tensione e di corrente. Dualità. Generatori controllati, mutue induttanze, giratore, trasformatore ideale e nullore. Analisi di reti senza memoria: metodi generali dei nodi e delle maglie, trasformazioni topologiche equivalenti e teorema di Thevenin. Teorema del massimo trasferimento di potenza. Interruttori ideali. Trasformata di Laplace per la risoluzione dei circuiti lineari con memoria. Impedenza, ammettenza e funzioni di rete nel dominio di Laplace. Metodi di antitrasformazione delle funzioni razionali fratte. Estensione al dominio di Laplace dei metodi per la risoluzione dei circuiti. Risposta transitoria e permanente. Risposta libera e forzata. Stabilità nei circuiti. Analisi di regimi permanenti. Circuiti in continua. Regime sinusoidale. Metodo dei Fasori. Impedenza, ammettenza e funzioni di rete nel dominio della frequenza. Potenza attiva, reattiva e complessa. Confronto tra dominio di Laplace e dominio della frequenza. Circuiti risonanti. Regime armonico e Serie di Fourier. Proprietà filtranti dei circuiti passivi e attivi ideali. Principali rappresentazioni dei due-porte bilanciati e sbilanciati. Interconnessione di due-porte.

G. MARTINELLI, M. SALERNO – FONDAMENTI DI ELETTROTECNICA VOL.I E II – ED. SIDEREA
DISPENSE REPERIBILI SUL SITO INTERNET DEL CORSO

LE FINALITÀ DEL CORSO SONO QUELLE DI ESPORRE I CONCETTI DI BASE DELLAUTOMATICA. FORNIRE LA CAPACITÀ DI ANALIZZARE SEMPLICI SISTEMI DINAMICI (STAZIONARI, LINEARI) AD UN INGRESSO ED UN USCITA E DI PROGETTARE SISTEMI DI CONTROLLO ELEMENTARI CON SPECIFICHE NEL DOMINIO DEL TEMPO E DELLA FREQUENZA. GLI ARGOMENTI AFFRONTATI SONO I SEGUENTI:
1) CONCETTI FONDAMENTALI. UTILITÀ DEI CONTROLLI AUTOMATICI. CONTROLLO IN AVANTI E IN CONTROREAZIONE. SCHEMI A BLOCCHI STRUTTURALI. MODELLI MATEMATICI DI SISTEMI DINAMICI. CLASSIFICAZIONE DEI SISTEMI (LINEARITÀ, STAZIONARIETÀ, ECC.). IL CONCETTO DI STATO.
2) ANALISI DEI SISTEMI LINEARI E STAZIONARI. TRASFORMATE DI LAPLACE E LORO PROPRIETÀ; ANTITRASFORMAZIONE DI FUNZIONI RAZIONALI. DESCRIZIONE INGRESSO-USCITA DI UN SISTEMA DINAMICO, FUNZIONE DI TRASFERIMENTO. INTEGRALE DI CONVOLUZIONE. RISPOSTE A SEGNALI CANONICI. SUDDIVISIONE DELLA RISPOSTA IN RISPOSTA LIBERA E FORZATA, RISPOSTA TRANSITORIA E PERMANENTE. MODI PROPRI DI EVOLUZIONE. STABILITÀ BIBO DEI SISTEMI. CRITERIO DI STABILITÀ DI ROUTH. SCHEMI A BLOCCHI FUNZIONALI E LORO MANIPOLAZIONE.
3)RISPOSTA ARMONICA. DEFINIZIONE. LEGAMI CON LE RISPOSTE CANONICHE. RAPPRESENTAZIONI GRAFICHE (DIAGRAMMI DI NYQUIST, BODE, NICHOLS).
4)ANALISI DEI SISTEMI A CONTROREAZIONE. DERIVAZIONE DELLA RISPOSTA A CICLO CHIUSO DA QUELLA A CICLO APERTO. CRITERI DI STABILITÀ DI NYQUIST E BODE. MARGINI DI GUADAGNO E FASE. COMPORTAMENTO A REGIME: CLASSIFICAZIONE IN TIPI, COEFFICIENTI GENERALIZZATI DI ERRORE. SENSIBILITÀ ALLE VARIAZIONI PARAMETRICHE.
5) SINTESI DEI SISTEMI DI CONTROLLO. IL PROBLEMA DELLE SPECIFICHE. LEGAMI GLOBALI. SPECIFICHE TIPICHE AD ANELLO CHIUSO ED APERTO. REGOLATORI STANDARD. RETI DI CORREZIONE E LORO IMPIEGO. SINTESI PER TENTATIVI.

STEFANO CHIAVERINI, FABRIZIO CACCAVALE, LUIGI VILLANI, LORENZO SCIAVICCO, FONDAMENTI DI SISTEMI DINAMICI, 2003, THE MCGRAW-HILL COMPANIES, SRL, MILANO
STEFANO CHIAVERINI, APPUNTI DALLE LEZIONI DI AUTOMATICA A.A. 2002/2003, (DISPONIBILE IN COPISTERIA)

FEEDBACK CONTROL OF DYNAMICAL SYSTEMS, 5TH EDITION, FRANKLIN, POWELL, AND ENAMI-NAEINI, ADDISON-WESLEY, 2006

Programma sintetico

Introduzione all’elettronica. Principi di funzionamento e modelli della giunzione pn e dei transistori BJT e MOSFET. Polarizzazione dei transistori BJT e MOSFET. Configurazioni fondamentali. Amplificatori a singolo stadio e a più stadi. Amplificatore differenziale. Generatori di corrente. Carichi attivi. Comportamento in frequenza degli amplificatori. Porte logiche fondamentali e amplificatori in tecnologia NMOS e CMOS. Teoria della reazione e amplificatori controreazionati.

Programma dettagliato

Introduzione: breve storia dell’elettronica, classificazione dei segnali, convenzioni, approccio alla soluzione dei problemi, cenni teoria dei circuiti, spettro dei segnali, amplificatori, invertitori logici, variazioni dei parametri di progetto, precisione numerica.
(Jaeger, Vol.1, Cap.1; Sedra-Smith, Cap.1)

Cenni di teoria dei semiconduttori: semiconduttori e dispositivi elettronici, resistività di isolanti, semiconduttori e conduttori, legami covalenti e diagrammi a bande dei semiconduttori, banda proibita e concentrazione intrinseca, comportamento di elettroni e lacune nei semiconduttori, donori e accettori, controllo della popolazione di elettroni e lacune mediante drogaggio, correnti di deriva e diffusione, mobilità e velocità di saturazione, dipendenza della mobilità da drogaggio e temperatura.
(Jaeger, Vol.1, Cap.2; Sedra-Smith, §3.7.1)

Diodi e circuiti a diodi: strutura e layout del diodo, elettrostatica della giunzione pn, regioni di funzionamento (diretta, inversa, e breakdown), modelli per la descrizione del diodo, analisi e progetto di circuiti a diodi, applicazioni (rettificatori, alimentatori, regolatori, convertitori).
(Sedra-Smith, Cap.3; Jaeger, Vol.1, §3.13, §3.18; Dispensa sui convertitori DC-DC)

Transistor MOSFET: struttura e principio di funzionamento dei MOSFET, regioni di funzionamento (triodo, saturazione, cutoff), modello matematico e caratteristica i-v, circuiti a MOSFET in continua, polarizzazione degli amplificatori a MOSFET, il MOSFET come amplificatore e come interruttore, modelli e funzionamento per piccoli segnali, amplificatori MOS a singolo stadio, capacità del MOSFET e comportamento in frequenza, invertitori logici NMOS, CMOS.
(Sedra-Smith, Cap.4 e Cap.10 (p.949-967); Dispensa invertitori MOS)

Transistor BJT: struttura del dispositivo, principio di funzionamento, caratteristiche corrente-tensione, il BJT come amplificatore, il BJT come interruttore, circuiti con BJT in continua, polarizzazione degli amplificatori a BJT, funzionamento per piccoli segnali e modelli, amplificatori a BJT singolo stadio, capacità interne e modello ad alta frequenza, risposta in frequenza dell’amplificatore CE. Regolatori di tensione discreti.
(Sedra-Smith, Cap.5; Dispensa regolatori discreti)

Amplificatori integrati: strategie di progetto di IC, confronto MOSFET – BJT, la polarizzazione nei circuiti integrati, risposta in frequenza, amplificatori CS e CE, amplificatori CG e CB, amplificatore Cascode, amplificatori CD e CC.
(Sedra-Smith, Cap.6 esclusi: §6.11 e §6.12)

Amplificatore differenziale: coppia differenziale a MOSFET, funzionamento per piccoli segnali, coppia differenziale a BJT, caratteristiche non ideali, amplificatore differenziale con carico attivo, risposta in frequenza dell’amplificatore differenziale.
(Sedra-Smith, Cap.7 escluso §7.7)

La retroazione: cenni sulla teoria della controreazione, classificazione, proprietà, esempi. Il problema della stabilità. Compensaione in frequenza.
(Sedra-Smith, Cap.8 fino a pag.825)

Oscillatori sinusoidali: principidi base degli oscillatori, criterio di Barkhausen, oscillatori accordati LC (Colpitts e Hartley), oscillatori al quarzo, esempi di progetto.
(Sedra-Smith, Ch.13 §13.1 and 13.3)

Stadi di uscita e amplificatori di potenza: caratteristiche e classificazione degli stadi di uscita, stadio di uscita a emettitore comune in classe A, stadio di uscita a collettore comune in classe A, stadi in classe B e AB, efficienza e dissipazione di potenza.
(Sedra-Smith, Ch.14 §14.1 to 14.7)

NOTA: numero di capitolo e pagine fanno riferimento al testo A.S. Sedra, K.C. Smith "Circuiti per la microelettronica" EDISES 3a edizione italiana

A.S. SEDRA, K.C. SMITH "CIRCUITI PER LA MICROELETTRONICA" EDISES
A.S. SEDRA, K.C. SMITH "CIRCUITI PER LA MICROELETTRONICA" EDIZIONI INGEGNERIA 2000
A.S. SEDRA, K.C. SMITH "MICROELECTRONIC CIRCUITS (5HT EDITION)" OXFORD (VERSIONE IN INGLESE)
R.C. JAEGER, T.N. BLALOCK "MICROELETTRONICA VOL.1,2,3" MCGRAW-HILL
J. MILLMAN, A. GRABEL, P. TERRENI "ELETTRONICA DI MILLMAN" MCGRAW-HILL 4ED.

MATERIALE DIDATTICO AGGIUNTIVO (SU PIATTAFORMA MOODLE): HTTP://WEBDEV3.CASPUR.IT/DIA-UNIROMA3

Programma

• Il ruolo della strumentazione e tecnologie biomediche
• Le grandezze biomediche. Schema di uno strumento biomedicale.
• L’origine del biopotenziale, fisiologia, ECG, EMG, EEG.
• Caratteristiche dei sistemi di misura
• I segnali ECG/EEG/EMG: misura e applicazioni
• L’elettrocardiografo come paradigma: acquisizione del segnale, elaborazione, sicurezza del paziente
• Strumentazione da laboratorio
• Accuratezza, incertezza di misura
• Acquisizione e campionamento
• Seminari di approfondimento
• Sicurezza elettrica dei DM
• Certificazione dei DM

Esercitazioni di laboratorio

1. Familiarizzazione con gli strumenti da laboratorio
2. Funzione di trasferimento di un circuito di condizionamento del segnale ECG
3. Acquisizione di un segnale ECG
4. Prove di funzionalità/sicurezza elettrica di dispositivi medici

Avvertenze

1. Le esercitazioni di laboratorio sono obbligatorie, e viene presa la firma di frequenza.
2. In assenza delle esercitazioni, si viene ammessi all’esame solo dopo che si è dimostrato, in laboratorio, che si è in grado di svolgere i lavori previsti durante le esercitazioni.

Dispense fornite dal docente