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SEGNALI E COMUNICAZIONI:FONDAMENTI E LABORATORIO

Anno accademico e docente
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English course description
Anno accademico
2022/2023
Docente
VELIO TRALLI
Crediti formativi
9
Periodo didattico
Secondo Semestre
SSD
ING-INF/03

Obiettivi formativi

Il corso ha lo scopo di fornire le conoscenze di base relative ai segnali (analogici e numerici) e ai sistemi di comunicazione.

Le principali conoscenze acquisite saranno le seguenti: teoria e metodi per l'analisi dei segnali e dei sistemi nel dominio del tempo e della frequenza, teoria e metodi per l'analisi dei segnali aleatori, il campionamento e i segnali a tempo discreto, la teoria della modulazione e i concetti di base della comunicazione.

Al termine del corso lo studente dovrà essere in grado di rappresentare e analizzare segnali a tempo continuo o a tempo discreto sia nel dominio del tempo che della frequenza, di valutare le caratteristiche e la risposta di sistemi lineari, come i filtri, e non lineari, di trattare i segnali aleatori e i sistemi che elaborano segnali aleatori, di comprendere e applicare il campionamento e l’interpolazione di segnali, di comprendere i segnali modulati e i principi per costruire modulatori e modulatori.

Prerequisiti

Conoscenze di base relative all'analisi matematica, alla teoria della probabilità e alla statistica, alla teoria dei circuiti. Più in particolare: grafici di funzioni elementari, calcolo di derivate, integrali e integrali in senso generalizzato, calcolo di probabilità e di parametri statistici, analisi di circuiti elettrici sia in regime stazionario che transitorio.

Contenuti del corso

Segnali tempocontinui periodici e aperiodici, e analisi di Fourier. (20h)
Sistemi tempocontinui e caratterizzazione dei sistemi lineari e stazionari. Sistemi non lineari. (12h)
Campionamento. Introduzione ai segnali e sistemi a tempo discreto. (14h)
Caratterizzazione statistica e spettrale dei segnali aleatori. (10h)
Modulazione con portante sinusoidale. Analisi dei segnali modulati. Demodulazione (10h)
Segnali modulati ad impulso. Conversione analogico-digitale (4h)
Laboratorio: esercitazioni in ambiente Matlab (20h)

Metodi didattici

Il corso prevede lezioni del docente in aula su tutti gli argomenti del programma. Per ogni argomento l'esposizione della teoria è seguita da esercitazioni condotte dal docente. Ulteriori esercizi sono forniti agli studenti come materiale aggiuntivo per lo studio individuale.
Il corso prevede inoltre attività sperimentale di laboratorio con la supervisione del docente. Lo scopo di tale attività è consentire una verifica dei principali risultati della teoria, utilizzando semplici programmi di calcolo e di simulazione in ambiente Matlab, e aiutare gli studenti ad acquisire la capacità di operare in gruppi di lavoro.
Sarà disponibile su Google Classroom una collezione di video con lezioni che coprono tutti gli argomenti del corso, per tutti gli studenti che non potranno partecipare alle lezioni in presenza a causa di restrizioni dovute alla pandemia da Covid-19.

Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame è opportunamente organizzato per consentire la verifica dell’apprendimento delle conoscenze e delle abilità descritte negli obiettivi formativi. L’esame è composto di due parti:

Prova scritta che prevede la risposta a due quesiti di teoria, per verificare l’acquisizione delle conoscenze teoriche del corso, e la soluzione di tre esercizi, per verificare l’abilità di applicare tali conoscenze a problemi concreti. I temi dei quesiti di teoria e degli esercizi sono scelti per ogni prova di esame tra tutti quelli trattati nel corso. Alla prova viene assegnato un punteggio da 0 a 30. La prova è superata con un punteggio maggiore o uguale a 18.

Prova orale per gli studenti che hanno superato la prova scritta che consiste in un colloquio, che include anche una breve discussione delle attività svolte in laboratorio, rivolto alla verifica dell’abilità di presentare e collegare in modo corretto gli argomenti del corso. L’esito della prova consiste in un giudizio. Tale giudizio è utilizzato per rimodulare il voto della prova scritta in un intervallo di 4 punti (-2,+2) al fine di ottenere il voto finale dell’esame. E' possibile sostenere la prova orale in inglese, se richiesto.

L'esame potrà essere condotto a distanza su una opportuna piattaforma di videoconferenza nel caso in cui le aule siano chiuse agli studenti a causa delle restrizioni per la pandemia da Covid-19. In questo caso la struttura della esame non cambia e verrà fornito agli studenti, prima dell'esame, un documento con istruzioni e regole per la partecipazione.

Il superamento dell'esame è prova di aver acquisito le conoscenze e le abilità specificate negli obiettivi formativi dell'insegnamento.

Testi di riferimento

1. - L. Calandrino, M. Chiani, Lezioni di comunicazioni elettriche, Pitagora
2. - M. Luise, G. M. Vitetta, Teoria dei segnali, McGraw-Hill
3. - L.W.Couch II, Fondamenti di telecomunicazioni, Pearson-Prentice Hall
4. - S.Haykin, M.Moher, Introduzione alle telecomunicazioni analogiche e digitali, CEA.

I contenuti dell'insegnamento sono coperti quasi completamente dai testi 1 e 2. I testi 3 e 4, insieme a 1 e 2, possono essere usati per un approfondimento degli argomenti trattati.

Il docente fornisce inoltre agli studenti materiale aggiuntivo di esercitazione per la preparazione all'esame.