Cos'è duty cycle?

Duty Cycle (Ciclo di Lavoro)

Il duty cycle (in italiano, ciclo di lavoro o rapporto di durata) è una misura, espressa solitamente in percentuale, del tempo in cui un segnale o un sistema è "attivo" rispetto al tempo totale del suo periodo. In altre parole, indica la proporzione di tempo in cui un segnale è "on" durante un singolo ciclo.

Definizione Formale:

Il duty cycle è definito come il rapporto tra la durata dell'impulso "on" (T<sub>on</sub>) e il periodo totale del segnale (T), moltiplicato per 100% per esprimerlo in percentuale.

Duty Cycle (%) = (T<sub>on</sub> / T) * 100%

Dove:

  • T<sub>on</sub> è la durata in cui il segnale è attivo (generalmente ad alto valore logico).
  • T è il periodo del segnale (tempo necessario per completare un ciclo completo). Il <a href="https://it.wikiwhat.page/kavramlar/periodo%20del%20segnale">periodo del segnale</a> è l'inverso della frequenza.

Esempi:

  • Un duty cycle del 50% significa che il segnale è "on" per metà del tempo e "off" per l'altra metà. Questo è comune in applicazioni che richiedono potenza media variabile.
  • Un duty cycle del 100% significa che il segnale è sempre "on".
  • Un duty cycle del 0% significa che il segnale è sempre "off".

Applicazioni:

Il duty cycle è ampiamente utilizzato in diverse aree:

  • Alimentatori switching (SMPS): Il duty cycle controlla la quantità di energia trasferita al carico. Regolando il duty cycle, si può controllare la tensione o la corrente di uscita.
  • Modulazione di larghezza di impulso (PWM): Il <a href="https://it.wikiwhat.page/kavramlar/modulazione%20di%20larghezza%20di%20impulso">PWM</a> è una tecnica in cui il duty cycle di un segnale a onda quadra viene modulato per rappresentare un segnale analogico. Usato per controllare la velocità dei motori, la luminosità dei LED e per la generazione di segnali audio.
  • Controllo motori: Il duty cycle controlla la potenza media fornita al motore, determinandone la velocità.
  • Illuminazione LED: Il duty cycle regola la luminosità dei LED.
  • Termoregolazione: Regolando il duty cycle di un elemento riscaldante, è possibile controllare la temperatura.
  • Comunicazioni: Usato in tecniche di modulazione digitale.

Importanza del Duty Cycle:

La regolazione del duty cycle è una tecnica efficace per controllare la potenza media fornita a un carico. Offre vantaggi come:

  • Efficienza: Permette un controllo preciso della potenza con perdite relativamente basse.
  • Controllo preciso: Consente di variare la potenza in modo continuo.
  • Flessibilità: Adattabile a diverse applicazioni.

Considerazioni Importanti:

  • La <a href="https://it.wikiwhat.page/kavramlar/frequenza">frequenza</a> del segnale è importante quanto il duty cycle. Una frequenza troppo bassa può causare sfarfallio (nel caso di LED) o vibrazioni (nel caso di motori).
  • La scelta della frequenza e del duty cycle dipende dall'applicazione specifica.
  • I circuiti di controllo devono essere progettati per gestire le correnti e le tensioni richieste dal carico.