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Fondamenti di Elettromagnetismo, di campi elettromagnetici e circuiti elettronici

Lezioni frontali in aula (58) e in laboratorio (14).

L’insegnamento permette agli studenti di conoscere e
comprendere le metodologie per il calcolo delle
interferenze negli apparati elettronici, sia analogici
che digitali, già nella fase iniziale del progetto. Le
conoscenze fornite saranno ad ampio spettro a forte
contenuto interdisciplinare che coinvolge l’analisi dei
segnali, l’elettronica, l’elettromagnetismo e le
tecniche di misura. Lo studente sarà in grado di
comprendere ed applicare le principali norme
tecniche richieste per la certificazione della
compatibilità elettromagnetica.

Lo studente svilupperà la capacità di applicare i
modelli per la generazione e la propagazione delle
interferenze per ridurre e portare a conformità le
emissioni sia condotte che radiate dalle
apparecchiature elettroniche, anche complesse e
caratterizzate da alta densità circuitale.
L’applicazione sarà effettuata in termini di
progettazione di filtri, schermi, mitigazione delle
emissioni alla sorgente. Le stesse competenze
saranno applicate per individuare metodologie
progettuali in grado di assicurare una idonea
immunità delle apparecchiature a sollecitazioni
elettromagnetiche anche particolarmente ostili.

Il corso è strutturato in modo da evidenziare la
trasversalità della materia che presenta molti
collegamenti con altre discipline. Il continuo stimolo
alla sintesi ed alla visione d’insieme dei problemi
affrontati contribuisce a migliorare la capacità di
apprendimento individuale dello studente. La
possibilità di affrontare e studiare casi concreti
mostra allo studente l’nterdisciplienarità della materia
favorendo la discussione tra gli studenti e lo scambio
di opinioni, con possibilità di lavorare in gruppo su
casi concreti analizzati in laboratorio così da
potenziare le capacità di comunicazione ed
interazione dello studente mediante la stesura di
relazioni.

La compatibilità elettromagnetica come vincolo progettuale – Il concetto di integrità del segnale – La diafonia nei circuiti stampati ad alta integrazione: modelli a linea di trasmissione – Accoppiamenti su impedenze comuni e piani di massa – Il rumore di modo comune - Modelli esatti per il calcolo della radiazione da circuiti digitali – Tecniche di soluzione numerica: FDTD e MoM – Circuiti multistrato – Predizione delle emissioni condotte e radiate da alimentatori a commutazione: esempio di applicazione di simulatori circuitali (SPICE) – Analisi dell’accoppiamento di interferenze con cablaggi – Impedenza di trasferimento ed efficienza di schermature di cavi schermati – Degradazione delle proprietà schermanti di contenitori: aperture e giunti – Accoppiamento di scariche elettrostatiche con apparati elettronici – Il ricevitore per misure EMI – Camere riverberanti elettromagnetiche- Studio del comportamento di apparati reali mediante l'analisi di eventuali prove di laboratorio. Studio delle metodologie di prova per la verifica della conformità alle direttive europee.

L’esame consiste in una prova orale articolata in tre domande basate su argomenti del corso. Se necessario, i quesiti la cui risposta richiede l'esecuzione di brevi calcoli, saranno svolti in forma scritta contestualmente alla prova orale. I quesiti che prevedono la stesura di schemi a blocchi, schemi elettrici, grafici e, l’esecuzione di dimostrazioni analitiche saranno svolti in forma scritta contestualmente alla prova orale. Gli eventuali casi concreti analizzati durante il corso potranno prevedere la stesura di una relazione da parte dello studente, che potrà essere oggetto di valutazione sempre secondo quanto sopra indicato. In tal caso il quesito effettuato sulla relazione costituirà una delle tre domande.

Per superare con esito positivo la prova orale, lo studente dovrà dimostrare di possedere una sufficiente conoscenza dei contenuti dell’insegnamento, che dovranno essere esposti in maniera sufficientemente corretta con utilizzo di adeguata terminologia tecnica. Verrà valutata la sua capacità di dimostrare i principi che regolano la compatibilità elettromagnetica e la sua capacità di collegamento tra gli argomenti nonchè la capacità di applicazione ad esempi concreti. La valutazione massima verrà conseguita dimostrando una conoscenza approfondita dei contenuti dell'insegnamento, esposta con completa padronanza del linguaggio tecnico.

All’esposizione che lo studente fornirà per ciascuna delle tre domande verrà assegnato un voto da zero a dieci. Il voto sarà espresso in trentesimi, con eventuale lode.

Il voto finale sarà la somma dei voti ottenuti nelle tre domande. L'esame sarà superato se globalmente si otterrà una votazione di almeno diciotto trentesimi. La lode sarà riservata agli studenti che, avendo risposto a tutte le domande in modo corretto e completo, avranno dimostrato una particolare brillantezza nell'esposizione ed una particolare abilità ed autonomia nelle dimostrazioni teoriche

Clayton R. PAUL "Introduction to Electromagnetic Compatibility"
Second Edition, John Wiley & Sons

H. W. Ott "Noise reduction in electronic systems" Second edition, John Wiley Interscience, New York, 1988.

Materiale eventualmente messo a disposizione dal docente, se necessario, sulla piattaforma Moodle al link https://learn.univpm.it

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