ANNO SCOLASTICO 2016/2017 PROGRAMMAZIONE PREVENTIVA DI TELECOMUNICAZIONI

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1 ANNO SCOLASTICO 2016/2017 CLASSE 4AII PROGRAMMAZIONE PREVENTIVA DI TELECOMUNICAZIONI Ore settimanali: 3, di cui 2 di laboratorio DURATA: Circa 99 ore. DOCENTI: Giuseppina Rapisardi e ITP non ancora nominato alla data attuale. MATERIALI DI DOCUMENTAZIONE E STUDIO: Appunti in rete predisposti dai docenti e documentazione tecnica originale. DOTAZIONE DI LABORATORIO: strumentazione di base : Multimetro, Oscilloscopio, Generatore di segnali in bassa frequenza, Alimentatore Breadboard Software ISIS Proteus professional Pacchetto Office GRIGLIA DI VALUTAZIONE: Si applica la griglia allegata al PTOF. TIPI DI VERIFICHE: Delle : Soluzione di esercizi e problemi Verifiche pratiche individuali Stesura di relazioni tecniche/schede di lavoro Osservazione diretta del lavoro. Delle C0NOSCENZE: Test con domande a risposta aperta e/o a scelta multipla Interrogazioni orali TEMPI DELLE VERIFICHE : una prova scritta e una pratica individuale al termine di ogni UDA o sottouda. Le prove orali saranno effettuate in itinere, almeno una ad alunno a quadrimestre. COMPETENZE SPECIFICHE ( dalle linee guida ministeriali) 1. scegliere dispositivi e strumenti in base alle loro caratteristiche funzionali; 2. descrivere e comparare il funzionamento di dispositivi e strumenti elettronici e di telecomunicazione; 3. individuare e utilizzare gli strumenti di comunicazione e di team working più appropriati per intervenire nei contesti organizzativi e professionali di riferimento; 4. utilizzare le reti e gli strumenti informatici nelle attività di studio, ricerca e approfondimento disciplinare; 5. redigere relazioni tecniche e documentare le attività individuali e di gruppo relative a situazioni professionali. Per perseguire la conoscenza e l utilizzo del lessico e della terminologia tecnica di settore in lingua inglese sarà utilizzata documentazione tecnica originale relativa agli argomenti trattati. 1

2 METODOLOGIA: Lezioni interattive. Esercitazioni collettive guidate Consultazione guidata di documentazione tecnica Lavori di gruppo, per la realizzazione di moduli HW- SW in laboratorio ALTERNANZA SCUOLA-LAVORO: Le attività sono ancora in fase di definizione; è realistico preventivare che siano da dedicare 10 ore. 2

3 UDA n 1 RETI ELETTRICHE IN REGIME SINUSOIDALE durata: ore 18 Per una tensione sinusoidale alternata, scriverne il fasore dall espressione, e viceversa. Esprimere un fasore come numero complesso, e viceversa. Rappresentare graficamente grandezze vettoriali. Utilizzare la legge di Ohm generalizzata per condensatori e induttori. LAB: In circuiti RC serie, sottoposti a segnali sinusoidali, misurare con l oscilloscopio: ampiezza sfasamento della tensione ai capi del condensatore correlata alla tensione applicata. Utilizzare i probe di corrente e di tensione Visualizzare segnali su Analog Graph ed effettuare misure con i marker. Per circuiti RC e RL serie: visualizzare l'andamento della tensione ai capi di un condensatore/induttore correlato a quello della corrente nel circuito misurare lo sfasamento fra tensione e corrente misurare la rettanza UDA n 2 ANALISI IN FREQUENZA durata: ore 15 Espressione di un segnale sinusoidale: nel dominio del tempo; come fasore; come numero complesso. Il condensatore; la capacità; capacità di condensatori in serie e in parallelo. Comportamento del condensatore in alternata. La reattanza e l impedenza capacitive. Impedenza come vettore in forma polare e in forma complessa. Legge di Ohm in alternata. L induttore; l induttanza. Comportamento in alternata: reattanza e impedenza. 3

4 Tracciare la risposta in frequenza qualitativa di un filtro passivo. Ricavare per punti la risposta in frequenza di un filtro passabasso RC (modulo e fase). simulare il funzionamento di circuiti RC e RLC e visualizzarne la risposta in frequenza (Frequency Response). visualizzare lo spettro di segnali periodici ( Fourier Analysis). Comportamento dei circuiti RC, RL e RLC al variare della frequenza; concetto di filtro; classificazione dei filtri; frequenza di taglio; banda passante e banda oscura; frequenza di risonanza. Concetto di spettro di un segnale; armoniche; righe spettrali. Teorema di Fourier. UDA n 3 SISTEMI DI TELECOMUNICAZIONI durata: ore Sistemi analogici Tracciare/analizzare lo schema a blocchi di massima di un sistema di telecomunicazioni. Tracciare qualitativamente l'andamento di un segnale modulato A.M. Calcolare il n massimo di stazioni multiplabili in una banda data. Riconoscere dal valore di frequenza di un segnale la banda di appartenenza, fra quelle note. Motivare la necessità della modulazione per le trasmissioni radio. LAB: Generare e visualizzare segnali AM e FM con gli strumenti virtuali oscilloscopio e generatore. Schema a blocchi di un sistema di telecomunicazioni. Concetti di: informazione, messaggio, sorgente, trasmettitore, segnale, canale, mezzo trasmissivo, rumore, attenuazione, distorsione, interferenza, ricevitore, destinatario. Classificazione dei sistemi di trasmissione: broadcast, unicast, multicast; simplex, half-duplex, full-duplex. I componenti di un generico sistema di trasmissione analogico; trasduttori di ingresso e di uscita, amplificatore, modulatore e demodulatore. Concetti di: amplificazione, attenuazione, equalizzazione, rigenerazione; modulazione (esempi: AM e FM); portante; modulante; multiplazione ( esempio: FDM); distorsione, rumore, interferenza, diafonia; rapporto segnale/rumore. Concetto di banda di frequenze. Valori significativi delle bande F.M, A.M, audio, telefonica. Il segnale sonoro: definizione, banda udibile, ultrasuoni e infrasuoni. 4

5 3.2 Sistemi digitali durata: ore 12 Scegliere una frequenza di campionamento in base alla banda del segnale. Calcolare n campioni, il n di bit da trasmettere, bit-rate e tempi di trasmissione per segnali digitalizzati. Tracciare l'andamento qualitativo di segnali ASK, FSK, 2PSK dal segnale dati. LAB: Realizzare un circuito di multiplazione di segnali digitali Realizzare modulatori elementari OOK, FSK e PSK. Sistemi di trasmissione digitali: concetti di digitalizzazione, campionamento, quantizzazione, quanto, errore di quantizzazione, codifica. Il teorema del campionamento. La trasmissione dati. Trasmissione seriale e parallela; il segnale dati: T bit e Bit rate; B.E.R. e suoi valori significativi. La multiplazione TDM. Un esempio: caratteristiche di base di PCM e di TDM in telefonia. Le modulazioni digitali: principi di ASK, FSK, 2PSK, npsk,qam. UDA n 4 AMPLIFICATORI durata: ore 21 Per i circuiti noti: Tracciare lo schema. Descrivere il funzionamento Tracciare l'andamento del segnale di uscita correlato a quello di ingresso LABORATORIO: Montare su breadboard semplici circuiti comparatori e amplificatori e verificarne il funzionamento. Realizzare circuiti comparatori e amplificatori e simularne il funzionamento L amplificatore operazionale ideale: caratteristiche e parametri ideali: Aol, Rin, Rout, banda passante. Funzionamento come comparatore, invertente e non. Amplificatori con operazionale: invertente e non invertente; sommatore invertente; differenziale. L'inseguitore come adattatore di impedenza. 5

6 UDA n 4 MEZZI TRASMISSIVI E UNITA' LOGARITMICHE DI TRASMISSIONE durata: ore 12 Associare il mezzo trasmissivo adatto ad un ambito di utilizzo. Per un'onda e.m., calcolare tempi di propagazione; lunghezza d'onda dalla frequenza, e viceversa. Utilizzare le unità di trasmissione logaritmiche Calcolare l ampiezza/potenza di un segnale in uscita/ingresso a un quadripolo/più quadripoli in cascata, dai valori di attenuazione e guadagno. Classificazione dei mezzi trasmissivi, a onde guidate e a onde irradiate; generalità su doppini, cavi coassiali, fibre ottiche, guide d onda e loro ambiti di utilizzo. Concetto di onda elettromagnetica; velocità di propagazione; lunghezza d'onda; lo spettro e.m.; le radiofrequenze. Concetto di quadripolo ( come doppio bipolo) e condizione di adattamento; impedenza caratteristica e valori significativi per cavi coassiali e doppini. Attenuazione e attenuazione chilometrica. Motivazioni dell'utilizzo di unità di trasmissione di tipo logaritmico. Il decibel, di tensione e di potenza. Livelli di potenza e di tensione; i livelli assoluti e relativi: dbm e dbw; dbv e dbµv. Attenuazione e guadagno di più blocchi in cascata. Genova, 28 ottobre 2016 Giuseppina Rapisardi 6