Prova scritta al termine del corso. L'esame richiede la risoluzione di due problemi relativi all'analisi di circuiti elettronici, e la risposta a domande teoriche sugli argomenti svolti durante il corso.
1. Introduzione. Evoluzione delle tecnologie microelettroniche. Legge di Moore. Impatto della microelettronica nel settore biomedicale e nel monitoraggio dei pazienti. 2. Segnali biomedici. Catena elettronica di acquisizione e controllo. Richiami di fisica (tensione, corrente, carica elettrica). Segnali analogici e digitali di corrente e di tensione. Origine dei segnali biomedici. 3. Strumenti matematici. Segnali nel dominio del tempo e nel dominio della frequenza. Analisi di Fourier. Spettro in frequenza. Metodo delle variabili complesse. Impedenze complesse. Filtri passa-basso, passa-alto, passa-banda. Diagrammi di Bode. Analisi della risposta al gradino. 4. Sensori. Classificazione dei sensori, caratteristiche statiche e dinamiche. Sensori fisici: misure di temperatura, posizione, velocità, spostamento. Accelerometri. Sensori e sistemi elettronici per ECG. 5. Amplificatori e filtri. Amplificatore operazionale ideale. Reazione negativa. Amplificatore invertente e non invertente. Amplificatori differenziali. Amplificatore per strumentazione. Integratore (puro e approssimato). Differenziatore. Filtro passa-banda. 6. Comparatore e Trigger di Schmitt. 7. Elettronica digitale. Famiglie logiche. Margini di rumore, ritardo di propagazione, dissipazione di potenza. Porte OR, AND, NOT, NAND, NOR, Exclusive OR. Teorema di De Morgan. Circuiti combinatori e sequenziali. Latch e flip-flop. 8. Convertitori analogico-digitali. Conversione analogico digitale. Campionamento e quantizzazione. Risoluzione ed errore di aliasing. Flash ADC. 9. Applicazioni biomedicali dei sistemi elettronici. 10. Sistemi a microcontrollore. 11. Elaborazione dei segnali digitali.
