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Istituto
Tecnico Industriale Statale “G. Marconi” Via Milano, 1 - 56025
Pontedera (Pisa) Tel. 0587 / 53566 - 55390 Fax 0587/57411 ,: iti@marconipontedera.it - WEB: www.marconipontedera.it cod. fisc. 81002020501 cod. min. PITF030003 |
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Corso Sperimentale “Progetto Autonomia”
TECNOLOGIE INFORMATICHE E DELLA COMUNICAZIONE
PIANO DI LAVORO PREVENTIVO
MATERIA:
ELETTRONICA
PROFF. D’AMICO PIERLUIGI (,: studenti@pierluigidamico.it ; Sito
WEB: http://www.pierluigidamico.it )– GRIGATTI ALBERTO
CLASSI 4aALT e 4aBLT
ANNO SCOLASTICO
2009/2010
(5 ore settimanali, di cui 3 di Laboratorio)
Monte ore annuo: 165 ORE
LIBRO DI TESTO:
CUNIBERTI - DE LUCCHI:
ELETTRONICA ANALOGICA VOL. A. PETRINI EDITORE
N. MODULO |
UNITà DIDATTICA |
OBIETTIVI
DIDATTICI |
CONTENUTI
DISCIPLINARI |
ORE TOTALI |
STRUMENTI E MODALITÀ DI LAVORO (*) |
DESCRITTORI DELLE CONOSCENZE, COMPETENZE E
CAPACITà FINALI. |
prove di verifica. |
N. 1: TEOREMI E PRINCIPI
DI BASE |
TEOREMI E PRINCIPI DI BASE |
· Riprendere gli argomenti sui metodi ed i teoremi dell’analisi delle reti. · Uniformare linguaggi e metodi tra Scienze e Tecnologie Elettriche (STE) della Classe Terza ed Elettronica. · Verificare i livelli di partenza della classe. · Fornire i prerequisiti per lo svolgimento dei successivi moduli. ·
Far acquisire sicurezza nella scrittura delle
equazioni delle maglie, sganciandola da metodi mnemonici e collegandola
all’andamento del potenziale elettrico. Corrente - Verso; d.d.p. - Polarità. ·
Introdurre l’uso del DMM come ohmmetro, come
voltmetro, come amperometro e dell’Alimentatore Stabilizzato duale. ·
Introdurre i
comandi di mCAP 9 Student
Edition attraverso il suo uso “sul campo” nella simulazione di reti resistive
e riducendo al minimo la fase d’elencazione dei comandi. |
Richiami di argomenti svolti a ste nella classe terza: Equazioni delle maglie; Teoremi di Kirchhoff, Millman, sovrapposizione degli effetti. Metodi analitici per trovare la resistenza che “si vede” tra due punti di una rete. LABORATORIO: Uso del DMM e dell’Alimentatore stabilizzato duale. Verifica sperimentale di tutti i Teoremi e metodi richiamati su reti puramente resistive. Introduzione a mCAP 9 Student Edition e simulazione di reti resistive. |
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· Saper scrivere le equazioni delle maglie · Saper applicare la relazione di Millman ed il metodo della sovrapposizione degli effetti. · Saper applicare i Principi di Kirchhoff. · Saper trovare le correnti nei rami · Saper trovare la d.d.p. tra due punti di una rete · Saper trovare la resistenza che si vede tra due punti di una rete. |
SCHEDA
INFORMATIVA INIZIALE RECUPERO
E/O APPROFONDIMENTO VERIFICA SOMMATIVA |
N. 2: Dispositivi a
semiconduttore discreti |
UD. 2.1: Diodi. |
· Fornire conoscenze generali sui vari tipi di diodi · Fornire un metodo generale per l’analisi di circuiti con Diodi raddrizzatori e/o Zener attraverso la linearizzazione a tratti della curva caratteristica e l’uso dei circuiti equivalenti. · Far comprendere l’importanza della caratteristica di Trasferimento di un circuito. · Fornire gli elementi essenziali per comprendere le interazioni tra luce e materia e quindi i principi di funzionamento dei dispositivi optoelettronici. · Introdurre le Comunicazioni ottiche. · Introdurre l’uso dei Generatori di Forme d’onda e dell’Oscilloscopio analogico. · Approfondire la conoscenza di mCAP 9 STUDENT EDITION attraverso il suo uso nella simulazione di circuiti con Diodi. |
Il Diodo
raddrizzatore: polarizzazione diretta ed inversa, curva caratteristica,
circuiti equivalenti lineari a tratti e loro uso nella risoluzione di
circuiti con un solo diodo. Diodi Zener:
curva caratteristica, circuiti equivalenti lineari a tratti e loro uso nella
risoluzione di circuiti. Caratteristica di
Trasferimento di un circuito. Circuiti con
diodi: raddrizzatori, limitatori, stabilizzatori. Cenni sugli
Alimentatori. Fotodiodi, LED e
Diodi Laser: funzioni e principi di funzionamento. Comunicazioni ottiche:
fibre ottiche (CENNI). LABORATORIO: Uso del Generatore di Forme d’onda e dell’Oscilloscopio analogico. Prove sperimentali e/o simulazioni con mCAP 9 Student Edition su circuiti con diodi raddrizzatori e Zener: risposta nel tempo e visualizzazione della caratteristica di trasferimento del circuito. |
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· Conoscere i simboli circuitali e le caratteristiche funzionali, elettriche e termiche dei principali tipi di diodi. · Conoscere i circuiti equivalenti dei diodi raddrizzatori e Zener. · Conoscere il metodo generale per l’analisi di circuiti con diodi e saperlo applicare a circuiti con uno o due diodi fino a trovare la caratteristica di trasferimento. · Saper “leggere” la Caratteristica di Trasferimento di circuiti con più diodi fino a disegnare la forma d’onda in uscita. · Conoscere le principali applicazioni dei componenti optoelettronici in particolare nel settore delle Telecomunicazioni. · Saper disegnare un circuito con diodi con mCAP 9 STUDENT EDITION e simulare nel tempo ed in DC. |
RECUPERO
E/O APPROFONDIMENTO VERIFICA SOMMATIVA PROVA
INDIVIDUALE DI LABORATORIO |
UD. 2.2: Transistors: BJT |
· Fornire conoscenze generali sui BJT (simboli circuitali e curve caratteristiche). · Fornire un metodo generale per l’analisi ed il progetto di un interruttore a BJT. · Introdurre il concetto di analisi statica, analisi dinamica, risposta in frequenza. · Fornire conoscenze generali sugli amplificatori a BJT. · Introdurre il concetto di trasmissione di segnale analogico su portante analogica e la modulazione d’Ampiezza. · Approfondire la conoscenza di mCAP 9 STUDENT EDITION attraverso il suo uso nella simulazione di circuiti con BJT. |
Curve caratteristiche del BJT, rette di carico e punto di lavoro statico. Applicazioni ON-OFF: analisi e progetto di saturazione ed interdizione di un BJT. Applicazioni lineari (cenni). Modulazione AM: introduzione. LABORATORIO: Prove sperimentali e/o simulazioni con mCAP
9 STUDENT EDITION di circuiti con BJT in funzionamento ON-OFF, di Amplificatori per piccoli segnali a BJT,
di un Modulatore AM a BJT. |
20 |
Appunti elaborati dall’insegnante. |
· Conoscere le curve caratteristiche del BJT e trovare il punto di lavoro statico attraverso l’uso delle rette di carico. · Conoscere il metodo generale per l’analisi ed il progetto di un interruttore a BJT. · Conoscere l’uso del BJT negli amplificatori per piccoli segnali. · Comprendere gli aspetti essenziali della modulazione AM. · Saper disegnare un circuito con BJT con mCAP 9 STUDENT EDITION e simulare nel tempo, in DC, in AC. |
RECUPERO
E/O APPROFONDIMENTO VERIFICA SOMMATIVA |
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N. 3 CONDENSATORE ED
INDUTTANZA. Dominio
del tempo e dominio della frequenza. |
CONDENSATORE ED INDUTTANZA. Dominio del tempo e dominio della frequenza. |
·
Far
assimilare il concetto matematico di derivata di una funzione. ·
Fornire
alcune delle basi teoriche indispensabili per affrontare il Programma di
Telecomunicazioni, Telematica e Reti della classe quinta (analisi armonica,
filtraggio, risposta in frequenza). |
Legame tra la corrente che circola nel condensatore e la tensione applicata ai suoi capi. Risposta in corrente del condensatore ad una tensione continua, ad una rampa, ad una variazione brusca di tensione applicata ai suoi capi. Risposta in corrente del Condensatore ad una tensione sinusoidale applicata ai suoi capi: dimostrazione qualitativa della dipendenza della reattanza capacitiva dalla pulsazione e dall'ampiezza del segnale di tensione e dello sfasamento tra corrente nel Condensatore e tensione applicata ai suoi capi. Induttanza per simmetria con il condensatore. Circuiti R-C come filtro passa-basso e passa-alto. Risposta in frequenza e Diagrammi di Bode del Modulo. Teorema di Fourier: enunciato e significato. Spettro d’ampiezza di segnali periodici. LABORATORIO: Prove sperimentali e/o simulazioni con mCAP
9 STUDENT EDITION su filtri R-C. ed analisi spettrale di segnali periodici. |
25 |
Appunti elaborati dall’insegnante. |
· Saper ricavare, data una tensione costante, a rampa, sinusoidale, la corrente che circola nel condensatore. · Saper ricavare, data una corrente nulla, costante, a rampa, sinusoidale, la tensione applicata ai capi del condensatore. · Saper progettare ed analizzare i filtri R-C passa-basso e passa alto. · Saper “leggere” un diagramma di Bode del modulo e, dato il diagramma saper progettare il circuito R-C che lo realizza. · Saper enunciare il Teorema di Fourier e “leggere” lo spettro d’ampiezza di un segnale periodico. |
RECUPERO
E/O APPROFONDIMENTO VERIFICA SOMMATIVA |
N. 4: Dispositivi
INTEGRATI ANALOGICI |
UD. 4.1 Amplificatori operazionali |
· Fornire conoscenze sulle caratteristiche di un A.O. IDEALE. · Fornire un metodo generale per l’analisi ed il progetto di comparatori ad A.O. e sua applicazione ad alcuni casi particolari. · Fornire un metodo generale per l’analisi ed il progetto delle applicazioni lineari degli A.O. e sua applicazione ad alcuni casi particolari. · Approfondire la conoscenza di mCAP 9 STUDENT EDITION attraverso il suo uso nella simulazione di circuiti con A.O. |
Amplificatore Operazionale (A.O.) ideale. L’A.O. ad anello aperto come comparatore di tensione. Reazione positiva negli A.O. e comparatore con isteresi: Trigger di Schmitt. Reazione negativa negli A.O.: il corto circuito virtuale. Applicazioni Lineari con A.O.: Amp. Invertente e non Invertente, Inseguitore di tensione, Miscelatore–Sommatore-Mediatore, Differenziale. Filtri attivi del primo ordine. LABORATORIO: Prove sperimentali e/o simulazioni con mCAP 9 STUDENT EDITION di circuiti lineari e non lineari con A.O. |
30 |
Appunti elaborati dall’insegnante. |
· Conoscere il simbolo circuitale e le principali caratteristiche funzionali ed elettriche dell’A.O. e saperle rintracciare in un data sheet. · Saper riconoscere l’A.O. ad anello aperto, in reazione positiva o in reazione negativa in un circuito. · Saper analizzare e progettare un comparatore ad A.O. · Saper analizzare e progettare alcune delle principali applicazioni dell’A.O. in reazione negativa. · Saper disegnare le applicazioni studiate dell’A.O. con mCAP 9 STUDENT EDITION ed effettuare la simulazione della risposta nel tempo, in DC, in AC. |
RECUPERO
E/O APPROFONDIMENTO VERIFICA SOMMATIVA PROVA
INDIVIDUALE DI LABORATORIO |
N. 5: aCQUISIZIONE E/O TRASMISSIONE DIGITALE DI SEGNALI ANALOGICI. |
UD. 5.1: Campionamento di segnali analogici |
· Fornire conoscenze generali sui processi da realizzare per interfacciare il mondo fisico analogico con i sistemi digitali di acquisizione e/o trasmissione. · Approfondire le conoscenze sul Teorema di Fourier. · Fornire conoscenze generali sui metodi e le leggi che regolano il campionamento. · Fornire alcune delle basi teoriche indispensabili per affrontare il Programma di Telecomunicazioni, Telematica e Reti della classe quinta (spettro segnale campionato). |
Leggi fondamentali sul campionamento: Teorema di Shannon; spettro del segnale campionato, ricostruzione del segnale campionato. Schema di principio di un circuito Sample and Hold e C.I. LF198. Schema a blocchi di un sistema PCM telefonico. LABORATORIO: Simulazione con mCAP 9 STUDENT EDITION di circuito S-H e visualizzazione dello spettro del segnale campionato. |
15 |
Appunti e Simulazioni elaborati dall’insegnante. |
· Saper enunciare, in un sistema di acquisizione e/o trasmissione digitale di segnali analogici, le funzioni svolte dai blocchi di: - filtraggio iniziale - campionamento del segnale; - conversione A/D; - conversione parallelo/seriale e seriale/parallelo - conversione D/A; - filtraggio di ricostruzione. · Conoscere alcuni dei principali schemi di principio di: - Circuiti S-H - Convertitori D/A - Convertitori A/D · Orientarsi sui data sheets del DAC 0800 e dell’ADC 0804. |
RECUPERO
E/O APPROFONDIMENTO VERIFICA SOMMATIVA |
UD. 5.2: Conversione D/A |
· Fornire conoscenze generali sui principi teorici della conversione D/A. · Fornire conoscenze su alcuni dei possibili schemi interni di convertitori D/A. · Approfondire lo studio di un particolare C.I. |
Principi teorici della conversione D/A. Convertitori a Resistenze pesate ed a scala R-2R IL DAC 0800: Data Sheets. |
10 |
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UD. 5.3: Conversione A/D |
· Fornire conoscenze generali sui principi teorici della conversione A/D. · Fornire conoscenze su alcuni dei possibili schemi interni di convertitori A/D. · Approfondire lo studio di un particolare C.I. |
Principi teorici della conversione A/D. Convertitori A/D a gradinata. L’ADC
0804: Data Sheets. |
10 |
(*) Sono riportati in Tabella solo gli strumenti e le modalità di lavoro
diversi ed aggiuntivi alla lezione frontale (che sarà la norma), alle prove
sperimentali in Laboratorio di Elettronica ed alle Simulazioni dei circuiti in
Aula d’Informatica con mCAP 9 STUDENT EDITION. Gli
Appunti elaborati dal docente saranno a disposizione degli alunni sul sito WEB
del docente.
Attività di recupero e/o potenziamento
In aggiunta alle normali attività di recupero svolte in
orario curricolare, saranno tenuti corsi pomeridiani di recupero e/o
approfondimento nonché di tutorato, ove se ne manifestasse la necessità.
MODALITà di verifica
Le Verifiche saranno svolte, secondo il calendario di
massima sopra riportato.
Le Verifiche saranno:
Verifiche formative, di norma attraverso lo
svolgimento di esercizi alla lavagna, con lo scopo di valutare l'andamento
della classe ed eventualmente intraprendere iniziative di recupero. Le
verifiche formative possono portare ad una valutazione sul registro personale
del Docente. Le Relazioni svolte a casa sulle prove di Laboratorio saranno
considerate verifiche formative.
Verifiche sommative, con lo scopo di accertare il
superamento del Modulo e l'acquisizione di precise conoscenze e competenze. Non
è prevista, di norma, la ripetizione delle prove sommative. In caso che
dall’esito di una prova sommativa emergano diffuse e profonde lacune sul modulo
oggetto della prova, il docente potrà decidere di effettuare un “corso di
recupero” (I.D.E.I.) e/o di “tutorato” in orario pomeridiano, secondo le
modalità deliberate dal Collegio Docenti. La media delle prove sommative darà
la valutazione finale del trimestre/pentamestre. Nel caso la media delle prove
sommative non sia un numero intero, il voto finale sarà attribuito in base alle
prove formative. Le prove sommative saranno, di norma, scritte; potranno essere
svolte anche come interrogazioni orali, ove si ritenga opportuno. Sono previste
due prove individuali di Laboratorio; tali prove avranno la valenza di prove
sommative.
Per ogni verifica, sia formativa sia sommativa,
saranno riportati, di norma, nel testo della prova i descrittori e la griglia
di valutazione specifica relativa a quella prova.
Criteri di valutazione
Per quanto riguarda le
conoscenze si privilegerà e quindi sarà premiata a livello di valutazione la
capacità di ragionare autonomamente su circuiti e sui sistemi elettronici in
programma attraverso l’utilizzo di tutte le conoscenze necessarie ed acquisite
nel corso di studi, non solo quindi della disciplina d’Elettronica e delle
altre d’indirizzo ma anche quelle scientifiche di base ed, implicitamente,
quelle umanistiche nella misura in cui esse sono importanti per acquisire
capacità di capire e farsi capire. Su quest’impostazione le valutazioni si
differenzieranno rispetto al livello di complessità del sistema o del singolo
circuito. Il livello minimo per la sufficienza è individuato nel saper
riproporre analisi e progetti di circuiti o argomenti di teoria già svolti in
classe seguendo il filo di ragionamento già ascoltato.
RAPPORTO CON I DOCENTI DELLA CLASSE:
Sarà costante il rapporto
con la docente di Matematica. Oltre a concordare i rispettivi piani di lavoro
preventivi i docenti si coordineranno periodicamente per verificare lo sviluppo
dei rispettivi programmi al fine di svolgere argomenti d’Elettronica che
richiedono la conoscenza di particolari strumenti matematici (derivate,
integrali) dopo che tali strumenti siano stati trattati dalla docente di
Matematica. La programmazione della materia è coordinata temporalmente con la
programmazione di Gestione di Progetti.
PONTEDERA, martedì 3
novembre 2009
Prof.
Alberto Grigatti |
Prof.
Pierluigi D’Amico |
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K:\4ALT\Piano di Lavoro preventivo 4ALT e 4BLT
ELETTRONICA 2009_2010.doc
Creato martedì 03
novembre 2009 - ultimo
salvataggio martedì 03
novembre 2009 ore 19.06 - versione n 32. Autore Pierluigi D'Amico