STRUTTURA DEL CORSO

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© 2018 Rizzoli Libri S.p.A.

1Uno sguardo d’insieme

Nella 1a parte del libro

Nella 2a parte del libro

Unità di Apprendimento(1, 2, 3, ...)

In apertura– Mappa delle competenze– Per l’inclusione– Flipped Classroom

Titoletti di richiamo degli argomenti trattati

Note storiche

Ideas in a nutshell, brevi riassunti in inglese

Rimandi a:– schede integrative– lezioni multimediali

Elenco dei:– prerequisiti– contenuti trattati– riferimenti teorici

TeoriaCONTENUTI DISCIPLINARI

E SPECIFICI SPAZI CON:

– non solo teoria per un immediato contatto con la realtà applicativa

– facciamo il punto con mappe concettuali di sintesi

– For Makers ovvero giochi, esperi-menti, idee per “smanettoni”

A INIZIO DELLE SINGOLE SEZIONI

– rimando a un video introduttivo

AL TERMINE DELLE SINGOLE SEZIONI

– problemi svolti– problemi da svolgere– mi preparo per l’interrogazione

AL TERMINE DELLE SINGOLE UdA

– mi preparo per la verifica

Lezioni multimedialiCoprono la maggioranza degli argomenti; consentono un accesso intuitivo alla teoria, anche con apposite simulazioni. Sono:– sviluppabili autonomamente dalla teoria– utili per sperimentare la modalità didattica della Classe capovolta

Sezioni 1A, 1B

Sezioni 2A, 2B, 2C

............

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Sezione 3A Segnali

Si osservi da ultimo che nelle FIGURE 1 e 2 si sono indicate le grandezze sull’asse y con una lettera minuscola. Come già noto, in questo modo si vuole simboleggiare il generico valore istantaneo di una grandezza variabile nel tempo (in pratica la scrit-tura v è equivalente alla scrittura v(t)); le grandezze costanti nel tempo, al contrario, vengono indicate con lettere maiuscole.

Le origini delle telecomunicazioni elettriche

Partendo da sinistra. Il telegrafo, inventato dallo statunitense Samuel Morse (1791-1872) tra il 1832 e il 1836, trasmette segnali elettrici in un opportuno codice di punti e linee, detto appunto codice Morse. Un telefono anni ’20-’40; il telefono, inventato dal fiorentino Antonio Meucci (1808-1889) nel 1854, e sfruttato commercialmente dallo scozzese Alexander Graham Bell (1847-1922), trasmette segnali elettrici che trasportano la voce.Una radio del 1924 della ditta Allocchio Bacchini con otto valvole (tubi a vuoto) e altoparlante a tromba; l’invenzione della radio si deve al bolognese Guglielmo Marconi (1874-1937), che nel 1895 realizzò il primo prototipo funzionante di telegrafo senza fili da cui nacque, successivamente, la radio.

Non solo teoria1

V

V

V

t

t

t

FIGURA 3 Un segnale unidirezionale (c) ottenuto dalla somma di uno continuo (b) con uno bidirezionale (a).

Uso delle lettere minuscole e

maiuscole

3. Segnali unidirezionali e bidirezionaliIndipendentemente dalla periodicità o meno di un segnale, questo si definisce uni-direzionale o unipolare se la grandezza fisica che rappresenta assume nel tempo solo valori negativi o positivi.

In alternativa si definisce bidirezionale o bipolare se la grandezza fisica assume nel tempo sia valori positivi che negativi. È in particolare interessante osservare che se a un segnale bidirezionale (FIG. 3a) se ne somma uno continuo e quindi unidireziona-le, di ampiezza opportuna (FIG. 3b), si ottiene un segnale unidirezionale (FIG. 3c).

Si noti che la situazione indicata in FIGURA 3 è solo un caso particolare; infatti, in questa figura, il segnale continuo assume il valore minimo necessario a garantire l’u-nidirezionalità del segnale (con una componente continua maggiore il segnale unidi-rezionale assumerebbe un valore minimo maggiore di zero mentre con una compo-nente minore il segnale rimarrebbe bidirezionale).

a

b

c

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Facciamo il puntoI circuiti serie e parallelo

PER L’INCLUSIONE

si dice che formano un partitore di tensione: più resistori in serie ripartiscono la tensione totale in

modo direttamente proporzionale al loro valore

si dice che formano un partitore di corrente: più resistori in

parallelo ripartiscono la corrente totale in modo inversamente proporzionale al loro valore

in serie si sommano le tensioni

in parallelo si sommano le correnti

Nel caso più semplice in un circuito ci sono: generatori elettrici

e resistori

in serie più resistori attraversati dalla stessa corrente

in parallelo più resistori ai cui capi è applicata la stessa

tensione

ovvero

ovvero

più resistoriin parallelo

più resistoriin serie

RS = R1 + R2 + ... Rn

in questo caso

in questo caso

si dicono

si dicono

RP = 11R1

+ 1R2

+…+ 1Rn

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UdA 2 Elettricità e reti elettriche

FOR MAKERS Giochi, esperimenti, idee per “smanettoni”

Per i dettagli eper scaricare i filedi supporto, fai clic sull’icona

Arduino misura quanti coulomb ci stanno in una pila

Facciamo scaricare una pila su una resistenza e registriamo la tensione su una scheda Arduino, che passa i dati rilevati a un VI Labview che a sua volta ci dà il risultato, calcolando un integrale (così ci mettiamo anche un po’ di matematica). Il sistema funziona anche per rilevare la curva di scarica di un grosso condensatore e calcolarne l’energia accumulata.Interessante anche per imparare a far interagire Arduino e Labview.

Studio analitico

Analiticamente le curve di carica e scarica risultano le seguenti:

Carica vc = V 1– e– t/τ( )ic =

VRe– t/τ

⎧

⎨⎪

⎩⎪

[23]

Scarica vc = V 1– e– t/τ( )ic =

VRe– t/τ

⎧

⎨⎪

⎩⎪

[24]

L’uso di queste relazioni permette lo studio completo dei transitori di carica e scari-ca ma per semplicità la loro giustificazione viene omessa.

ESEMPIO 6

Si fissi, nel circuito di FIGURA 21, V = 10 V, R = 1 kΩ e C = 10 μF; supposto inizialmen-te C scarico calcolare vc e ic dopo 20 ms dalla chiusura di T.

Si calcola inizialmente la costante di tempo τ:

τ = RC = 10 ∙ 103 ∙ 1 ∙ 10–6 = 10 ms

La tensione si calcola con la prima delle [23]:

vc = V (1 – e–t/τ) = 10 ( 1 – e–2) = 8,65 V

Per il calcolo della ic si può ricorrere alla seconda delle [23] oppure, noto il valore di vc, ricavare la c.d.t. su R e applicare la legge di Ohm:

vR = V – vc =10 – 8,65 =1,35 V ic =vRR=1,35 mA

PER L’INCLUSIONE

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NEL COLONNINO A LATODEL TESTO PRINCIPALE

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Nel libro digitale

Più in dettaglioQuesto corso di Telecomunicazioni in un solo volume copre il secondo biennio dell’Artico-

lazione Informatica degli Istituti Tecnici a indirizzo Informatica e Telecomunicazioni. Il corso è diviso in Unità di Apprendimento (UdA) a loro volta suddivise in Sezioni.

• In apertura delle singole UdA sono fornite varie informazioni sul contenuto delle stesse e sui relativi apparati.

– Mappa delle competenze (coerenti con le indicazioni ministeriali).

– Riepilogo degli apparati per l’inclusione, e precisamente:

• video accesso facilitato con un breve riepilogo dei prerequisiti e una snella introduzione ai contenuti;

• esempi numerici, problemi svolti e da svolgere con rimandi puntuali ai contenuti, ai paragrafi e con l’indicazione del grado di difficoltà (nel libro digitale le soluzioni complete, per facilitare lo studio individuale);

• facciamo il punto: mappe concettuali per visualizzare a colpo d’occhio i contenuti e le relative interconnessioni;

• rimandi alle Lezioni multimediali;

• mi preparo per l’interrogazione sulla singola Sezione (nel libro digitale, le soluzioni dei quesiti proposti);

• mi preparo per la verifica sulla singola UdA (nel libro digitale, le soluzioni dei quesiti proposti).

– Indicazioni per la Flipped Classroom. Molte UdA consentono di sperimentare facilmente la modalità didattica della Classe capovolta. I suggerimenti operativi riguardano in genere una o comunque poche attività per UdA, ma possono essere agevolmente estesi a molte altre attività, con particolare riferimento alle Lezioni multimediali e alla rubrica For makers.

• Il volume è diviso in due parti.

– Parte prima TEORIA, con lo sviluppo degli argomenti e con la presenza degli apparati sopra elencati.

Soluzioni a:– problemi da svolgere– mi preparo per l’interrogazione– mi preparo per la verifica

utilizzati prevalentemente (ma non solo) per le

Lezioni multimediali

Schede integrative

Realizzati con:– Multisim– LabVIEW

Starter Kit per Multisim 14Guida in italiano all’uso di Multisim 14

UdA e Sezioni aggiuntive

File con simulazioni

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– Parte seconda LEZIONI MULTIMEDIALI, ovvero testi per l’uso passo-passo di simulazioni appositamente predisposte e scaricabili dal libro digitale. Consentono un approccio intuitivo alla materia; senza rinunciare all’approccio teorico, permettono di realizzare lezioni meno tradizionali, ad es. tramite LIM o proiettore collegato a un PC. Si prestano anche alla didattica delle lezioni capovolte. Per ulteriori dettagli si rinvia a una successiva specifica voce.

Il libro digitale offre i seguenti Contenuti digitali integrativi.

– Video Accesso facilitato con un breve riepilogo dei prerequisiti e una snella introduzione ai contenuti delle singole Sezioni.

– Video di alcune Lezioni multimediali.

– Soluzioni ai problemi da svolgere e alle preparazioni per le interrogazioni e per le verifiche.

– UdA e Sezioni aggiuntive rispetto a quelle su carta.

– Schede integrative.

– File delle simulazioni proposte nel corso.

– Starter Kit per Multisim 14.

Per una didattica inclusiva e innovativa• Per l’inclusione, ovvero l’insieme degli apparati sopra descritti e finalizzati a una didattica che

faciliti la comprensione e lo studio dei contenuti disciplinari.

• Video di alcune Lezioni multimediali per proporre in modo snello i contenuti delle relative Lezioni anche in modalità Flipped Classroom.

• Ideas in a nutshell ovvero brevi sintesi concettuali in lingua inglese nel colonnino a lato del testo.

• Note storiche riferite a personaggi e avvenimenti significativi, sempre nel colonnino a lato del testo.

• Non solo teoria, ovvero schede che affrontano in forma pratica aspetti e applicazioni della materia per fornire subito una chiave di lettura sull’utilità della teoria oggetto di studio.

• Evidenziazione delle formule concettualmente conclusive di un discorso: si tratta delle formu-le che hanno rilevanza autonoma e non solo significato come passaggio matematico intermedio.

• For makers, giochi, esperimenti, idee per “smanettoni”. La rubrica offre curiosità e stimoli per alunni che vogliano andare oltre i contenuti disciplinari “istituzionali”. La Flipped Classroom può essere una modalità efficace per condividere questi contenuti all’interno di tutta la classe.

• Schede integrative accessibili dal libro digitale per un approfondimento personalizzato dei contenuti base.

• Ampio uso di software di simulazione (senza necessità di particolari prerequisiti) con rife-rimento a Multisim e LabVIEW della National Instruments, applicativi scaricabili seguendo le istruzioni fornite nella seconda pag. di copertina. Tutti i file delle simulazioni proposte sono accessibili dal libro digitale.

• Starter Kit per Multisim 14: Guida in italiano all’uso di questo software National Instruments.

Corrispondenza tra contenuti del corso e linee guida ministeriali Di seguito riportiamo le corrispondenze tra le conoscenze indicate nelle linee guida ministe-

riali, le UdA e le relative Sezioni di questo corso. Per il dettaglio, relativo anche ad abilità e competenze, rinviamo alle aperture delle singole

UdA.

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Corrispondenza tra le conoscenze delle linee guida ministeriali e le Unità di Apprendimento e relative Sezioni di questo corso

Conoscenze delle linee guida ministeriali UdA e Sezioni di questo corso

Caratterizzazione nel dominio del tempo delle forme d’onda periodiche Sez. 3A

Reti elettriche in regime continuo e in regime alternato UdA 2 e 7Elettronica digitale in logica cablata UdA 4Modelli e rappresentazioni di componenti e sistemi di telecomunicazione Sez. 2B e UdA 4 e 6Decibel e unità di misura Sez. 2A, 2B e 6AAnalisi di segnali periodici e non periodici UdA 3 e 7Portanti fisici e tecniche di interconnessione tra apparati e dispositivi UdA 10Ricetrasmissione e propagazione delle onde elettromagnetiche Sez. 10BPrincipi di elettronica analogica per le telecomunicazioni UdA 6Tecniche di modulazione nei sistemi di trasmissione analogica UdA 12Reti a commutazione di circuito e tecniche di multiplazione e commutazione Sez. 12C, 13A e 15AApparati e tecniche per sistemi di trasmissione digitali in banda base e in banda traslata UdA 13Parametri di qualità di un segnale in un collegamento di telecomunicazioni UdA 14Architettura, servizi e tendenze evolutive dei sistemi per la comunicazione in mobilità Sez. 15A e UdA 16Architettura e servizi delle reti convergenti multiservizio Sez. 16B

Lessico e terminologia tecnica di settore anche in lingua inglese distribuito nel testo e inIDEAS IN A NUTSHELL

Normative di settore nazionale e comunitario sulla sicurezza e la tutela ambientale Tema caldo (dopo l’UdA 16)

Le Lezioni multimedialiNascono dall’esigenza di un primo approccio alla disciplina in una forma intuitiva e, per

quanto possibile, semplice, al fine di invogliare gli studenti a uno studio che superi le modalità tradizionali, spesso poco gradite. Proprio per questo le Lezioni multimediali rientrano a pieno titolo tra gli apparati per l’inclusione.

Queste Lezioni sono sviluppate sfruttando specifiche simulazioni create con Multisim e soprattutto con LabVIEW che, eseguite seguendo passo-passo le indicazioni fornite, permettono di acquisire agevolmente i concetti più significativi della teoria.

Nei termini appena esposti le Lezioni multimediali si configurano come una modalità di approccio ai contenuti disciplinari in qualche modo “alternativa” allo studio teorico tradizionale. Quest’ultimo potrà essere poi sviluppato, sia per approfondire e integrare i contenuti delle Lezio-ni multimediali, sia per una formalizzazione dei contenuti stessi. Per quanto esposto, le Lezioni multimediali si prestano facilmente alla didattica delle lezioni capovolte ma anche a uno sviluppo in aula prima di affrontare la teoria.

Il laboratorio e l’area riservata ai docenti Il monte ore disponibile non aiuta a svolgere con continuità l’attività di laboratorio.Nell’area riservata ai docenti vengono comunque proposte alcune schede di laboratorio

che il docente potrà utilizzare come spunto per una possibile attività di laboratorio.Ecco i titoli di queste proposte.

• Misura del ritardo e della velocità di gruppo in una linea su cavo metallico.• Misura delle costanti di attenuazione e di fase di una linea su cavo metallico.• Analisi delle condizioni di adattamento/disadattamento di una linea su cavo metallico.• Misure sperimentali su un collegamento in fibra ottica.• Misure sperimentali di un segnale AM DSB-TC.• Misure sperimentali su un segnale FM.• Creazione dei codici di linea.• Usare la connessione Bluetooth per la telemetria dati.

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