Andrea Maria CATALDO

Andrea Maria CATALDO

Professore II Fascia (Associato)

Settore Scientifico Disciplinare ING-INF/07: MISURE ELETTRICHE ED ELETTRONICHE.

andrea.cataldo@unisalento.it

Dipartimento di Ingegneria dell'Innovazione

Centro Ecotekne Pal. O - S.P. 6, Lecce - Monteroni - LECCE (LE)

Ufficio, Piano terra

Telefono +39 0832 29 7823

Associate Professor
Area di competenza:

 Electric and Electronic Measurements

(Misure Elettriche ed Elettroniche)

Orario di ricevimento

please, contact by e-mail

(previo contatto email)

Recapiti aggiuntivi
+39 0832 297823; +39 0832 297724
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Curriculum Vitae

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CdLM Communication Engineering and Electronic Technologies

Measurements for Telecommunications

SSD: ING-INF/07
anno di corso: II
Inizio lezioni: II semestre
Crediti formativi: 6

Overview
The course provides the basic concepts for a correct use of measurement instrumentation adopted in testing, diagnosticsand metrological characterization of components, devices and telecommunication systems.
Instrumentation and measurement methods mainly adopted in the field of TLC applications will be presented, analysed and used.
The course also includes several laboratory sessions.

Learning Outcomes;
- Detailed knowledge of the metrology science and related issues (errors, uncertainty, uncertainty evaluation, metrological performance of instrumentation)
- Detailed knowledge of anolog to digital conversion systems, related non-ideal effects, and of the main A7D architectures
- Detailed knowledge and use of acquisition systems, digital storage oscilloscopes and related performance and functionalities.
- Detailed knowledge and use of frequency-domain systems and instrumentations, spectral analysis and spectrum analysers.
- Knowledge and use of systems and techniques for measurements of networks and transmission lines, both in time domain and frequency domain.
- Practical use of main TLC-instrumentations (DSO, spectrum analysers, VNA, TDR, Automatic test equipments and data acquisition)

Course Content
Theory
1) Basic principles of measurement and metrology ( 5 ore)
- Measurement definitions
- Measurement concepts of errors, uncertainty, metrologic characterization
- Probabilistic approach to measurement theory
- Uncertainty definitions and evaluation methods
- Metrological characterization of instrumentation
- Instrument specifications, errors and uncertainties

2) Sampling and AD/DA Conversion (8 ore)
- Theoretical principles of sampling
- Sampling in real cases and practical issues
- Sampling of one-shot and periodic signals
- Errors and non-idealities in sampling
- Theoretical principles of A/D and D/A conversion
- Quantization, errors and non-idealities
- A/D and D/A signal characteristics
- Principles, characteristics and architectures of main A/D Converters
- Sigma/Delta converters and noise shaping technique

3) Oscilloscopes and time-domain measurements (8 ore)
- Basics, functionalities and architectures of DSO (Digital Storage Oscilloscopes)
- Equivalent-time sampling (sequential and syncronous modality)
- Issues on practical use of instruments operating in time domain

4) Spectrum analyzers and frequency-domain measurements ( 8 ore)
- Basics, functionalities and architectures of spectrum analyzers
- Frequency-domain analysis of generic signals, modulated signals and related parameters
- Noise analysis, characterizaion and related parameters

5) Networks and transmission line measurements (5 ore)
- Time and frequency domain reflectometry
- Vector network analyzers and scattering parameters

Laboratory

1) Oscilloscopes and time-domain measurements ( 6 ore)
- Measurements and characterization of various components, devices and systems (i.e.: impedances, passive and active filters, amplifiers, oscillators).

2) Spectrum analyzers and frequency-domain measurements ( 6 ore)
- Basic measurements on sample signals (sinusoidal signals, distorted signals, etc.)
- Measurements of typical parameters TLC signals (THD, SNR, signal tracking, etc.)
- Measurements of typical parameters in modulated signals

3)Networks and transmission lines measurements ( 5 ore)
- TDR measurement examples and estimation of parameters in transmission lines
- Scattering parameters measurements in time and frequency domains

4) Automatic test equipments and data acquisition ( 5 ore)
- Automatic acquisition of measurement data from components and devices
- Characterization and automatic acquisition of ADC parameters
- Introduction to LabView


Prerequisite:

Electronics, Signal Theory, Electromagnetic fields, Electronic Measurements..

Examination: oral
Oral and practical exam, including the production of a technical report describing the laboratory experiments.

Office Hours: appointment; contact the instructor by email.

References
[1] Notes directly provided by the Lecturer
[2] Cataldo, De Benedetto, Cannazza, "Broadband Reflectometry for Enhanced Diagnostics and Monitoring Applications", Lecture Notes in Electrical Engineering,Springer Verlag, 2011

 

 

CdL Ingegneria dell'Informazione

MISURE ELETTRONICHE

SSD: ING-INF/07
anno di corso: III
Inizio lezioni: I semestre
Crediti formativi: 6

"Misure Elettroniche" - Corso di Laurea in Ingegneria dell'Informazione

Obiettivi del corso
Il corso di Misure Elettroniche si propone di fornire le basi teoriche sulle principali tecniche di misura, verifica metrologica, conoscenza della strumentazione più diffusa e sul trattamento di dati sperimentali di misura. Particolare attenzione è dedicata alle tecniche di valutazione dell’incertezza, alla teoria degli errori ed alla propagazione degli stessi, alla conversione A/D e all’approfondimento delle principali tecniche e strumentazioni operanti nel dominio del tempo e della frequenza. Inoltre, è prevista una parte di esperienze individuali di laboratorio, al fine di fornire agli allievi le conoscenze pratiche fondamentali sui principali metodi di misura e sull’utilizzo degli strumenti di base.

Risultati di apprendimento
- Fondamenti e concetti di metrologia (misura, errore, incertezza, valutazione dell’incertezza, interpretazione delle specifiche di uno strumento, verifica metrologica, taratura, ecc.).
- Conoscenza approfondita dell’intero processo di campionamento e quantizzazione dei segnali analogici, con particolare riferimento ai casi pratici ed agli effetti di non idealità.
- Conoscenza dei metodi e delle tecniche di misura delle grandezze elettriche fondamentali.
- Conoscenza delle principali architetture di strumenti e sistemi di acquisizione operanti nel dominio del tempo.
- Conoscenza dei principali strumenti e metodi per analisi spettrale e misure nel dominio della frequenza.
- Approfondimento pratico delle tecniche di misura di grandezze elettriche fondamentali e di caratterizzazione ingresso-uscita di sistemi e dispositivi attivi e passivi (filtri, amplificatori, ecc.).

Programma del corso
Teoria

Metrologia e caratterizzazione metrologica degli strumenti di misura (12 ore)
- Misure, errori ed incertezze;
- Caratterizzazione metrologica della strumentazione di misura;
- Errori e specifiche degli strumenti;

Principali metodi e strumenti (analogici e digitali) per la misura di grandezze elettriche fondamentali ( 10 ore)
- Metodi per la misura di resistenze;
- Metodi di misura di impedenze;
- Campionamento ideale;
- Campionamento reale ed errori di campionamento;
- Quantizzazione e conversione analogico-digitale.

Strumentazione di base per la misura di segnali nel dominio del tempo (8 ore)
- Oscilloscopi analogici;
- Oscilloscopi digitali (DSO e campionatori);
- Utilizzo pratico dell'oscilloscopio.

Strumentazione di base per la misura di segnali nel dominio della frequenza ( 6 ore)
- Richiami di analisi spettrale e analizzatori di spettro analogici;
- Analisi di segnali nel dominio della frequenza, DFT, FFT ed analizzatori di spettro digitali;
- Utilizzo pratico dell'analizzatore di spettro.

Esercitazioni

Valutazione delle incertezze in casi pratici (2 ore)

Laboratorio
Esperienze pratiche di laboratorio (16 ore)
- Misure di resistenza ed impedenza con vari metodi;
- Misure di base con oscilloscopio;
- Misure su componenti e ciruiti tramite oscilloscopio;
- Esercitazioni pratiche e misure con analizzatore di spettro.
Conoscenze preliminari: Elettronica, Elettrotecnica, Teoria dei circuiti, Segnali e Sistemi.

Modalità di verifica delle conoscenze acquisite: orale
L’esame consiste nell’accertamento delle conoscenze relative alla parte teorica (attraverso colloquio orale) ed alla parte relativa alle esperienze di laboratorio (attraverso una verifica pratica).

Orario di ricevimento: Previo appuntamento da concordare per email.

Testi di riferimento
[1] Appunti e dispense distribuiti a lezione (a cura del docente)
[2] G. Colella: Manuale di Metrologia e Strumentazione Elettronica, Hoepli
[3] R.Giometti, F.Frascari: Guida al Laboratorio di Misure Elettroniche, Ed. Calderini

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Didattica

A.A. 2018/2019

MEASUREMENTS FOR TELECOMMUNICATIONS (Int.) (ING-INF/07)

Corso di laurea COMMUNICATION ENGINEERING AND ELECTRONIC TECHNOLOGIES

Lingua INGLESE

Crediti 6.0

Anno accademico di erogazione 2018/2019

Per immatricolati nel 2017/2018

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

MISURE ELETTRONICHE (ING-INF/07)

Corso di laurea INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE

Lingua ITALIANO

Crediti 6.0

Anno accademico di erogazione 2018/2019

Per immatricolati nel 2016/2017

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

A.A. 2017/2018

MEASUREMENTS FOR TELECOMMUNICATIONS (Int.) (ING-INF/07)

Corso di laurea COMMUNICATION ENGINEERING AND ELECTRONIC TECHNOLOGIES

Lingua INGLESE

Crediti 6.0

Anno accademico di erogazione 2017/2018

Per immatricolati nel 2016/2017

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

MISURE ELETTRONICHE (ING-INF/07)

Corso di laurea INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE

Lingua ITALIANO

Crediti 6.0

Anno accademico di erogazione 2017/2018

Per immatricolati nel 2015/2016

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

A.A. 2016/2017

MEASUREMENTS FOR TELECOMMUNICATIONS (Int.) (ING-INF/07)

Corso di laurea COMMUNICATION ENGINEERING

Crediti 6.0

Anno accademico di erogazione 2016/2017

Per immatricolati nel 2015/2016

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

MISURE ELETTRONICHE (ING-INF/07)

Corso di laurea INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE

Crediti 6.0

Anno accademico di erogazione 2016/2017

Per immatricolati nel 2014/2015

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

A.A. 2015/2016

MEASUREMENTS FOR TELECOMMUNICATIONS (Int.) (ING-INF/07)

Corso di laurea COMMUNICATION ENGINEERING

Crediti 6.0

Anno accademico di erogazione 2015/2016

Per immatricolati nel 2014/2015

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

MISURE ELETTRONICHE (ING-INF/07)

Corso di laurea INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE

Crediti 6.0

Anno accademico di erogazione 2015/2016

Per immatricolati nel 2013/2014

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

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MEASUREMENTS FOR TELECOMMUNICATIONS (Int.) (ING-INF/07)

Corso di laurea COMMUNICATION ENGINEERING AND ELECTRONIC TECHNOLOGIES

Settore Scientifico Disciplinare ING-INF/07

Anno accademico 2017/2018

Anno accademico di erogazione 2018/2019

Anno 2

Lingua INGLESE

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

MEASUREMENTS FOR TELECOMMUNICATIONS (Int.) (ING-INF/07)
MISURE ELETTRONICHE (ING-INF/07)

Corso di laurea INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE

Settore Scientifico Disciplinare ING-INF/07

Anno accademico 2016/2017

Anno accademico di erogazione 2018/2019

Anno 3

Semestre Primo Semestre (dal 24/09/2018 al 21/12/2018)

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

MISURE ELETTRONICHE (ING-INF/07)
MEASUREMENTS FOR TELECOMMUNICATIONS (Int.) (ING-INF/07)

Corso di laurea COMMUNICATION ENGINEERING AND ELECTRONIC TECHNOLOGIES

Settore Scientifico Disciplinare ING-INF/07

Anno accademico 2016/2017

Anno accademico di erogazione 2017/2018

Anno 2

Semestre Secondo Semestre (dal 01/03/2018 al 01/06/2018)

Lingua INGLESE

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

MEASUREMENTS FOR TELECOMMUNICATIONS (Int.) (ING-INF/07)
MISURE ELETTRONICHE (ING-INF/07)

Corso di laurea INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE

Settore Scientifico Disciplinare ING-INF/07

Anno accademico 2015/2016

Anno accademico di erogazione 2017/2018

Anno 3

Semestre Primo Semestre (dal 25/09/2017 al 22/12/2017)

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

MISURE ELETTRONICHE (ING-INF/07)
MEASUREMENTS FOR TELECOMMUNICATIONS (Int.) (ING-INF/07)

Corso di laurea COMMUNICATION ENGINEERING

Settore Scientifico Disciplinare ING-INF/07

Anno accademico 2015/2016

Anno accademico di erogazione 2016/2017

Anno 2

Semestre Secondo Semestre (dal 01/03/2017 al 02/06/2017)

Lingua INGLESE

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

MEASUREMENTS FOR TELECOMMUNICATIONS (Int.) (ING-INF/07)
MISURE ELETTRONICHE (ING-INF/07)

Corso di laurea INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE

Settore Scientifico Disciplinare ING-INF/07

Anno accademico 2014/2015

Anno accademico di erogazione 2016/2017

Anno 3

Semestre Primo Semestre (dal 26/09/2016 al 22/12/2016)

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

MISURE ELETTRONICHE (ING-INF/07)
MEASUREMENTS FOR TELECOMMUNICATIONS (Int.) (ING-INF/07)

Corso di laurea COMMUNICATION ENGINEERING

Settore Scientifico Disciplinare ING-INF/07

Anno accademico 2014/2015

Anno accademico di erogazione 2015/2016

Anno 2

Semestre Secondo Semestre (dal 29/02/2016 al 03/06/2016)

Lingua INGLESE

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

MEASUREMENTS FOR TELECOMMUNICATIONS (Int.) (ING-INF/07)
MISURE ELETTRONICHE (ING-INF/07)

Corso di laurea INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE

Settore Scientifico Disciplinare ING-INF/07

Anno accademico 2013/2014

Anno accademico di erogazione 2015/2016

Anno 3

Semestre Primo Semestre (dal 21/09/2015 al 18/12/2015)

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

MISURE ELETTRONICHE (ING-INF/07)

Pubblicazioni

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Temi di ricerca

Le attuali attività di ricerca di Andrea M. Cataldo riguardano, prevalentemente, tecniche di indagine e diagnostica basate sulla riflettometria a microonde, ovvero sull’analisi (in tempo reale) della risposta del “sistema monitorato” ad “opportuni stimoli elettromagnetici”.

In breve, la riflettometria a microonde prevede l’analisi del segnale che viene riflesso a causa delle variazioni di impedenza incontrate da un particolare impulso elettromagnetico generato in ingresso ad un sistema. La forma d’onda del segnale riflesso porta con sé informazioni su specifiche proprietà dei dispositivi o campioni oggetto di analisi, pertanto, attraverso una opportuna analisi, è possibile valutare le proprietà dielettriche del campione in esame.
 

I sistemi basati su questa tecnica offrono una elevata adattabilità alle più diverse condizioni operative. Infatti, con opportune modifiche dell’apparato sperimentale e con specifiche post-elaborazioni dei dati, è possibile monitorare parametri di varia natura, purché riconducibili a grandezze elettriche.

Le attività attinenti a questa tematica si articolano nei filoni riportati di seguito.


1) Misure riflettometriche per la caratterizzazione ed il controllo qualitativo e quantitativo di materiali e processi industriali.

Nel settore delle misure per applicazioni industriali le sempre più stringenti normative e le esigenze di controllo qualitativo di processi e prodotti, hanno fortemente motivato il crescente sviluppo di sensoristica basata sull’impiego di tecniche di misura a microonde.Tra le applicazioni investigate in questo settore:

  • sistema integrato per la misura di livelli di liquido e per l'individuazione di eventuali stratificazioni;
  • sistema per il monitoraggio in real-time delle proprietà di oli vegetai.

2) Misure di umidità e contenuto d’acqua attraverso sensori di nuova concezione.

Questa attività attiene al monitoraggio del contenuto d’acqua attraverso metodi di misura non invasivi e non distruttivi, al fine di permettere applicazioni anche in casi ove non sia possibile manipolare il campione sotto test.Tra le applicazioni investigate in questo settore:

  • sistemi per il monitoraggio del processo di essiccamento di materiali vegetali;
  • sistemi per il monitoraggio del contenuto d'acqua nel suolo;
  • sistemi per il monitoraggio del contenuto d'acqua in materiali granulari (caffè, farinacei, etc.)
  • sistemi per il monitoraggio del contenuto d'acqua di materiali inerti.

3) Caratterizzazione e modellizzazione di dispositivi ed antenne.

Le attività sperimentali sopra elencate prevedono inoltre il supporto di simulazioni full-wave e circuitali.