Interruttore elettronico • Dispositivo che permette il collegamento tra ingresso e uscita agendo con un comando du un terzo elettrodo 1 2 3 Interruttore ideale • Comando di chiusura ON corto circuito • comando di apertura OFF circuito aperto • non esiste alcun collegamento tra il terminale di comando 3 e qello di ingresso 1 né tra il 3 e il 2 Interruttore reale • Resistenza ON • resistenza OFF • impedenze e correnti di perdita tra 1 e 3 e tra 2 e 3 • impedenze e correnti di perdita tra 1 e terra e tra 2 e terra tramite l’interruttore • tensione di offset, correnti di offset • Le caratteristiche prima viste permettono di costruire un modello statico dell’interruttore, ma non sono sufficieenti a caratterizzarlo. • Occorre avere informazioni sul comportamento dinamico, ossia cosa accade quando passo da OFF a ON e viceversa Xo / Xi Caratteristica dinamica interruttore 1 0.9 0.1 t td tr ts ON OFF td tf • Xo / Xo rapporto tra la grandezza di uscita (tensione o corrente) e la corrispondente in ingresso (tensione o corrente) • td (on) turn on delay time • td (off) turn off delay time • tr rise time • tf falling time • ts settling time Alimentatore stabilizzato • Passa bruscamente da una condizione di massima corrente (full load) ad una di corrente zero (no load) iout Full load no load t • Idealmente la tensione di uscita dovrebbe rimabere costante al valore nominale Vout Y Y t x x • X è il tempo necessario alla tensione di uscita per ritornare e mantenersi entro un intervallo Y della tensione di uscita nominale • X è una caratteristica dinamica che prende il nome di Load transient recovery time • La caratterizzazione dinamica di un dispositivo non è compito facile e nei casi reali il comportamento dinamico di un sistema dipende non solo dal sistema stesso ma anche dal tipo di eccitazione adoperato • nel caso dell’interruttore si è usato uno step • nel caso dell’alimentatore un impulso reale di corrente • Se il sistema è lineare si può usare una quakunque forma di eccitazione e applicare il metodo della trasformata di Laplace o altro metodo matematico per individuare le caratteristiche del sistema • se il sistema non è lineare non esiste un metodo matematico generale • Un ulteriore problema nasce dal fatto che il comportamento transitorio di uno strumento può essere determinato da una grandezza di influenza e quindi da una porta di ingresso che non è quella della grandezza da misurare • Quando si vuole considerare il comportamento dinamico di uno strumento occorre decidere le porte di ingresso a cui applicare il segnale forzante e il tipo di segnale forzante Funzioni forzanti • • • • Gradino impulso reale rampa sinusoide che parte da un istante fissato • Nel caso di sistemi lineari qualunque funzione forzante è equivalente alle altre, anche se mette meglio in risalto un aspetto della risposta • nel caso reale invece ognuna è più adatta secondo il tipo di situazione che il sistema deve affrontare • se il caso reale non è caratterizzato dalle funzioni sopra indicate occorre individuarne una più adatta Funzioni forzanti • Gradino simula la situazione in cui in un sistema reale viene applicata una variazione improvvisa Tale funzione è adatta per sistemi che rispondono rapidamente, quali quelli elettronici e ottici • rampa è più indicata nel caso di sistemi che rispondono lentamente, quali quelli meccanici e termici • Impulso reale in un sistema lineare ha un transitorio simile a quello del gradino. La differenza sta nel fatto che la sollecitazione brusca è ripetuta in senso opposto dopo un intervallo di tempo più o meno breve rispetto alle costanti di tempo del sistema • La funzione sinusoidale, che inizia in un dato istante, eccita inizialmente il transitorio, che poi decade lasciando il posto alla risposta permanente, anch’essa sinusoidale se il sistema è lineare • La risposta permanente viene in genere caratterizzata tramite la funzione sinusoidale vobulata (spazzata in frequenza) ottenedo i diagrammi di Bode Caso dei sistemi lineari