Un "segnale elettrico" è una tensione o corrente variabile nel tempo che trasmette informazioni o energia. Caracterizzarlo richiede misurare multiple domini: ampiezza, tempo, frequenza e proprietà statistiche.
Quantità Istantanee Fondamentali
| Quantità | Simbolo | Unità | Significato Fisico |
|---|
| Tensione | v(t), V | Volt (V) | Differenza di potenziale; "pressione" che guida le cariche |
| Corrente | i(t), I | Ampere (A) | Velocità di flusso di carica; dQ/dt |
| Potenza (Istantanea) | p(t) | Watt (W) | v(t)·i(t); velocità di trasferimento energetico |
Quantità Derivate in Regime Permanente / CA (Sinusoidale / Periodico)
| Quantità | Simbolo | Unità | Definizione / Nota |
|---|
| Tensione/Corrente RMS | Vrms, Irms | V, A | √(1/T ∫ v² dt). Valore DC equivalente per riscaldamento. I multimetri misurano questo. |
| Picco / Picco-Picco | Vp, Vpp | V | Max istantaneo. Vp = √2·Vrms (seno). |
| Frequenza | f | Hertz (Hz) | Cicli/secondo. f = 1/T. |
| Periodo | T | Secondo (s) | Tempo per ciclo. |
| Angolo di Fase | φ, θ | Deg / Rad | Spostamento rispetto a riferimento. Critico per PF, sincronia. |
| Potenza Reale | P | Watt (W) | VrmsIrmscos φ. Compie lavoro. |
| Potenza Reattiva | Q | VAR | VrmsIrmssin φ. Stoccaggio energetico. |
| Potenza Apparente | S | VA | VrmsIrms. Capacità della rete. |
| Fattore di Potenza | PF | — | P/S = cos φ (lineare). Distortion PF per non-seno. |
| Impedenza | Z | Ω | V/I (fasore). R + jX. |
| THD (Distorsione Armonica Totale) | THD | % | √(ΣVh²)/V1. Purezza del segnale. |
Parametri Dinamici nel Dominio del Tempo (Impulsi / Transitori / Digitali)
- Tempo di Salita (tr): 10% → 90% (o 20–80%). Banda ≈ 0.35 / tr.
- Tempo di Discesa (tf): 90% → 10%.
- Lunghezza dell'Impulso (tw): Durata all'ampiezza del 50%.
- Ciclo di Lavoro (D): ton / T.
- Sovrascotto / Sottoscotto / Risonanza: % dello stato stabile. Indicatore di stabilità.
- Slew Rate: dV/dt max (V/µs). Limite operazionale / driver.
- Jitter: Variazione del tempo (ciclo-per-ciclo, periodo, TIE).
- Diagramma a Occhio: Overlay di UI. Apertura = margine.
Parametri nel Dominio della Frequenza
- Spettro (FFT): Ampiezza vs Frequenza. Armoniche, spuri, rumore di fondo.
- Rumore di Fase (£(f)): dBc/Hz a offset. Qualità dell'oscillatore.
- Banda (BW): Frequenza -3 dB. Limite di fedeltà del segnale.
- Parametri S (S11, S21...): RF/Microonde. Riflessione, trasmissione, guadagno.
Parametri Statistici / di Rumore
- SNR (Rapporto Segnale-Rumore): 20 log(Vsig/Vnoise).
- ENOB (Numero Effettivo di Bit): Prestazioni dinamiche dell'ADC.
- Fattore di Cresta: Vpeak / Vrms. Spazio di picco necessario.
- Densità di Probabilità (PDF) / CDF: Distribuzione del rumore, istrogramma del jitter.
Strumenti per Dominio
| Dominio | Strumento Principale | Specifiche Chiave |
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| Tempo / Tensione | Oscilloscopio | Banda, Frequenza di Campionaggio, Memoria, Canali, Sonda |
| Frequenza / Spettro | Analizzatore di Spettro / VNA | Range di Frequenza, DANL, Rumore di Fase, Gamma Dinamica |
| Potenza / Energia | Analizzatore di Potenza / Misuratore | Precisione, Banda, Fattore di Cresta, Armoniche |
| CC / Bassa Frequenza Precisione | Multimetro (6.5–8.5 digit) | Risoluzione, Linearità, Stabilità |
| Digitale Alta Velocità | BERT / Analizzatore Logico / Oscilloscopio | Velocità Dati, Generatore di Pattern, Occhio/Jitter |
Scegliere *cosa* misurare dipende interamente dalla **domanda**: "La tensione di alimentazione è regolata?" (Vrms, Ondulazione), "Il collegamento è stabile?" (Occhio, Jitter), "Il motore è efficiente?" (P, PF, THD), "Il segnale è pulito?" (THD, SNR, Spurs).
