72984 - ELETTRONICA DELLE TELECOMUNICAZIONI M

Conoscenze e abilità da conseguire

Illustrare i princìpi di funzionamento dei dispositivi impiegati nel campo delle telecomunicazioni.

Contenuti

Premesse: Richiami sui sistemi di telecomunicazioni e sui relativi blocchi funzionali. Tecnologie implementative. Elaborazione lineare e non lineare con memoria. Cenni ai circuiti di modulazione e di demodulazione. Schema di un ricetrasmettitore radio.

 Panoramica delle applicazioni dei circuiti ad alta-frequenza.

Amplificatori ad alta frequenza per piccoli segnali: Parametri di diffusione e Carta di Smith. Guadagno di potenza. Return Loss e VSWR. Adattamento di impedenza. Progetto di reti di polarizzazione per transistori ad effetto di campo e bipolari. Criteri di progettazione di reti di trasformazione di impedenza (costanti concentrate e distribuite). Analisi di stabilità. Configurazioni di amplificatori single-ended e bilanciati. Amplificatori a banda stretta e larga. Low Noise Amplifiers.


Amplificatori di potenza per grandi segnali: Distorsione armonica e di intermodulazione negli amplificatori. Compressione di guadagno, punto di intercetta del terzo ordine, efficienza energetica, Power Added Efficiency. Altre figure di merito (ACPR, EVM, NPR,..). Modelli comportamentali (caratteristiche AM/AM e AM/PM). Load/Source-Pulling. Progettazione di amplificatori di potenza in classe A, B, C, F. Cenni alle tecniche di miglioramento del compromesso tra rendimento energetico e contenimento della distorsione (Envelope Tracking, Amplificatori Doherty, Digital Pre-Distortion).

Rumore nei dispositivi elettronici. Richiami ai principali fenomeni di rumore nei dispositivi. Modelli rumorosi dei transistori bipolari e ad effetto di campo. Tecniche di caratterizzazione sperimentale della cifra di rumore. Rumore a bassa frequenza (flicker). Conversione non lineare del rumore flicker a radiofrequenza. Limitazioni dovute al rumore nei circuiti ad alta frequenza. Sensitivity e dynamic range negli LNA. Phase Noise negli oscillatori e nei mixer.  

Dispositivi elettronici per microonde ed onde millimetriche: Semiconduttori III-V (GaN, GaAs). Diodi Shottky, Eterostrutture, MESFET, (P)HEMT, HBT. Classificazione dei modelli di dispositivi. Modelli empirici orientati alla progettazione circuitale in ambiente CAD. Criteri sperimentali di identificazione dei parametri.

Testi/Bibliografia

- G. Gonzales, Microwave Transistor Amplifiers, Artech House


- R. S. Carson, Radio communications concepts: Analog, J.Wiley&Sons


- B. Razavi, RF Microelectronics, Prentice Hall


- S. Cripps, RF Power Amplifiers for Wireless Communications, Artech House

- G. Ghione, Dispositivi per la microelettronica, McGraw Hill


Metodi didattici

Lezioni frontali ed esercitazioni in laboratorio. Le esercitazioni saranno svolte nel Laboratorio di Progettazione e Misure per Applicazioni Industriali ed a Radiofrequenza (EDM-Lab, http://www.dei.unibo.it/it/ricerca/strutture/laboratori/edm-lab) del DEI e consentiranno agli studenti di conoscere gli strumenti CAD commerciali maggiormente diffusi per la progettazione di circuiti a microonde ed onde millimetriche. Verranno in particolare proposti esempi di analisi e progetto di circuiti che gli studenti potranno risolvere direttamente sul CAD. Lo scopo è quello di introdurre concretamente gli studenti al mondo della progettazione dei più avanzati circuiti elettronici integrati per le telecomunicazioni.
 Gli studenti che lo desiderano potranno proseguire il loro apprendimento della materia svolgendo anche la tesi di laurea.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La prova di accertamento è orale. La prova mira a verificare: 1. l'acquisizione della conoscenza degli argomenti del programma del corso; 2. a valutare il livello con cui lo Studente ha approfondito lo studio delle tematiche proposte a lezione e in laboratorio; 3. la sua capacità di esposizione degli argomenti in termini di chiarezza e proprietà di linguaggio tecnico. Al Candidato verrà chiesto di esporre tre argomenti e, su richiesta, gli si consentirà prima del colloquio un tempo adeguato per la stesura in forma scritta dei supporti (formule, grafici, schemi) che riterrà opportuni per la successiva discussione.

Strumenti a supporto della didattica

- Slide distribuite a lezione 

- Dispense sulle esercitazioni di laboratorio

Link ad altre eventuali informazioni

http://www.dei.unibo.it/en/research/groups/edm-lab/

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Alberto Santarelli