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Interruttore elettronico Dispositivo che permette il collegamento tra ingresso e uscita agendo con un comando du un terzo elettrodo 1 2 3
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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
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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
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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
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Caratteristica dinamica interruttore X o / X i t tdtd tftf ONOFF tdtd trtr tsts 1 0.9 0.1
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X o / X o rapporto tra la grandezza di uscita (tensione o corrente) e la corrispondente in ingresso (tensione o corrente) t d (on) turn on delay time t d (off) turn off delay time t r rise time t f falling time t s settling time
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Alimentatore stabilizzato Passa bruscamente da una condizione di massima corrente (full load) ad una di corrente zero (no load) t i out Full load no load
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Idealmente la tensione di uscita dovrebbe rimabere costante al valore nominale Y Y x x t V out
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Xè 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
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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
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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
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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
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Funzioni forzanti Gradino impulso reale rampa sinusoide che parte da un istante fissato
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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
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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
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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
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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
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Caso dei sistemi lineari
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