Duty cycle

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Em telecomunicações e eletrônica, o termo duty cycle (razão cíclica ou ciclo de trabalho em português), é utilizado para descrever a fração de tempo em que um sistema está em um estado "ativo".

Muitos componentes elétricos (por exemplo, os relés) ou eletrónicos (por exemplo, um oscilador de relaxação) ou qualquer outro componente, funcionam em regime de liga-desliga, repetitivamente.

Nesse contexto, duty cycle é a proporção de tempo durante o qual um componente, dispositivo ou sistema está em operação.

Por exemplo, suponha que um drive de disquete opera por 1 segundo, fica desligado por 99 segundos, volta a estar ativo por mais 1 segundo e assim por diante. Assim, dentro de cada período de 100 segundos, o drive fica ativo por 1 segundo. Neste caso, o duty cycle é de 1/100, ou 1%.

Chamando T1 à duração de trabalho (ligado) e T2 à duração do repouso (desligado), a duração total deste ciclo é T = T1 + T2. O ciclo de trabalho é a percentagem do tempo total que o dispositivo está na posição de trabalho.


Num fenómeno periódico, duty cycle é razão entre o tempo de duração da onda e o tempo total do período.

duty cycle  = \frac{\tau}{\Tau} \

onde

  • \tau é o intervalo de tempo no qual a função é não-nula, dentro de cada período
  • \Tau é o periodo da função.

Por exemplo, em um trem de pulsos retangulares ideal, o duty cycle é a duração do pulso dividido pelo período. Para um trem de pulsos no qual a duração do pulso é de 1 μs e a duração do período é de 4 μs, o duty cycle é de 0,25. Da mesma forma, o duty cycle de uma onda quadrada é 0,5, ou 50%.


Fontes chaveadas (reguladores de comutação) também são equipamentos que utilizam o conceito de duty cycle. Nessas fontes, é utilizada a modulação PWM (modulação por largura de pulso) para regulação de tensão. Em vez de gerar uma tensão contínua, é gerado um trem de pulsos retangulares de alta freqüência. Dessa forma, a tensão pode ser regulada com base no duty cycle da onda, já que a tensão média gerada é função do tempo que a onda fica em nível alto.

Por exemplo, uma modulação PWM de amplitude 12V e duty cycle de 75% produz o mesmo efeito de uma tensão contínua de 9V (12*0,75 = 9).


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