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TECH FOCUS ELECTRONIC DESIGN il software, si può iniziare con un modello di circuito di base. Da un pannello all’interno dell’applicazione (che può essere etichettato come “simboli” o “strumenti”), si può scegliere tra una varietà di componenti elettronici come condensatori, induttori, resistori e altro ancora. Si scelgono e posizionano i componenti (Pick and place) in vari punti del circuito come richiesto e si collegano utilizzando linee di collegamento. Si può anche aumentare la complessità dei circuiti creando livelli aggiuntivi utilizzando altri fogli di planimetrie. Inoltre, tramite un software di progettazione, dallo schema elettrico si può creare anche il relativo PCB. Test e verifica del progetto All’interno dell’ambiente software di creazione di schemi elettrici e dei relativi PCB, è possibile anche testare in simulazione i progetti impostando vari parametri del circuito, come l’applicazione dell’alimentazione a un elemento o la modifica dei valori dei resistori e di altri componenti. Se il progetto è accurato, il sistema dovrebbe funzionare come previsto e fornire un output simile a quello che si otterrebbe dai calcoli. Per risolvere eventuali problemi elettrici (fase di verifica), è possibile verificare la presenza di errori nel progetto del PCB eseguendo un controllo delle regole elettriche. Per aiutare a risolvere problemi di progettazione, la maggior parte degli strumenti software dispone di un controllo delle regole di progettazione chiamato DRC (Design Rule Check). Il DRC verifica se il progetto è congruente o meno con i vincoli geometrici del target PCB. Ad esempio, controlla le larghezze minime delle piste, la spaziatura tra le piste, piazzole e fori passanti e verifica che la messa a terra del circuito analogico e digitale sia separata. Una volta completato il progetto, lo schema elettrico viene convertito in un layout definitivo del PCB. Analisi del circuito elettronico L’analisi del circuito è il processo per calcolare le tensioni e le correnti in ogni elemento di un circuito elettronico. Lo scopo è risolvere i problemi nei circuiti utilizzando un insieme stabilito di equazioni. Due metodi popolari per l’analisi dei circuiti sono il metodo della tensione di nodo e il metodo della corrente di maglia. Entrambi si basano sulle leggi di Kirchhoff e di Ohm. Un nodo è un punto in cui sono connessi due o più elementi di un circuito. Una maglia è una parte di un circuito costituita da una serie di nodi che inizia da un nodo e finisce nello stesso nodo. Analisi nodale Il metodo dell’analisi nodale utilizza la legge di Kirchhoff delle correnti (LKC) e la legge di Ohm per determinare le tensioni tra i nodi. Secondo la legge di Ohm, il valore della corrente che scorre attraverso due punti qualsiasi in un circuito elettronico è direttamente proporzionale alla differenza di potenziale tra i due punti. La legge di Kirchhoff delle correnti afferma che la corrente entrante in un nodo è equivalente alla corrente che esce da quel nodo, ossia, la somma delle correnti entranti in un nodo è uguale alla somma delle correnti uscenti dal nodo. I passaggi di base coinvolti nell’analisi nodale con la LKC includono le seguenti fasi: • La scelta di un nodo di riferimento definendo il suo valore di tensione • L’uso di notazioni letterali dei nodi (a, b, c, ecc.) per definire tutte le tensioni nodali • La scelta arbitraria del verso delle correnti, ad esempio verso positivo per le correnti entranti e verso negativo per le correnti uscenti, o viceversa • L’utilizzo della LKC per trovare le tensioni nodali del circuito • Il calcolo delle correnti nodali usando la legge di Ohm. Nel metodo dell’analisi nodale, la legge di Kirchhoff delle tensioni (LKT) viene impiegata per ricavare il valore delle correnti nel circuito. La LKT afferma che la somma algebrica di tutte le tensioni in una maglia è pari a 0. I passaggi di base coinvolti nell’analisi nodale con la LKT includono le seguenti fasi: • Individuare le maglie all’interno del circuito • Assegnare le notazioni a ciascuna maglia e scegliere arbitrariamente il verso orario o antiorario di percorrenza delle maglie • Scrivere le equazioni della LKT per ogni maglia; • Calcolare dalle equazioni risultanti le correnti di maglia. Nella figura 2 viene riportato lo schema elettrico di un semplice circuito in cui sono indicati i nodi e le maglie. Sottoponendo questo circuito all’analisi nodale, possiamo Fig. 2 – Schema elettrico di un circuito con indicati nodi e maglie ELETTRONICA OGGI 507 - GENNAIO/FEBBRAIO 2023 39