1	import java.io.*;
2	import java.awt.*;
3	import java.awt.event.*;
4	class GestoreFinestra implements WindowListener {
5	public void windowIconified(WindowEvent e) {}
6	public void windowDeiconified(WindowEvent e){}
7	public void windowActivated(WindowEvent e){}
8	public void windowDeactivated(WindowEvent e){}
9	public void windowOpened(WindowEvent e){}
10	public void windowClosed(WindowEvent e){}
11	public void windowClosing(WindowEvent e){
12	System.exit(0);
13	}
14	}

La classe GestoreFinestra ridefinisce il gestore dell'evento chiudi Finestra

Si dichiara una classe Funzione che descrive le caratteristiche del segnale applicato al circuito Resistenza Capacità

1	public class Funzione {
2	private double Periodo, Frequenza, Omega;

Le proprietà della classe comprendono i parametri che descrivono una sinusoide: Periodo, Frequenza e velocità angolare

Costruttore di oggetti di classe Funzione:

3	public Funzione(double T) {
4	Periodo = T;
5	Frequenza = 1/T;
6	Omega = 2*Math.PI/T;
7	}

Il costruttore riceve, come parametro, il valore del periodo e calcola la frequenza e la velocità angolare.

L'onda quadra è la funzione proposta in questo esempio. Il parametro ricevuto è il tempo e il parametro restituito è il valore della funzione al tempo t.

8	public double f(double t) {
9	int NrPer;
10	if (t > Periodo) {
11	NrPer = (int) (t/Periodo);
12	t = t - (double) (NrPer*Periodo);
13	}

Linea 9: si dichiara una variabile locale;

Linea 10: se il tempo è maggiore del periodo,

  Linea 11: dividi il tempo per il periodo e tronca la parte decimale. Il risultato rappresenta il numero di periodi trascorsi fino al tempo t,

  Linea 12: calcola il tempo trascorso dall'inizio del periodo.

14	if (t<=Periodo/2) return -10.0;
15	else return 10.0;
16	}

Linea 14: se il tempo trascorso dall'inizio del periodo è minore di un semiperiodo si restituisce il valore negativo (-10.0) dell'onda quadra,

Linea 15: altrimenti si restituisce il valore positivo (+10.0) dell'onda quadra.

Le proprietà della classe sono state dichiarate private quindi la classe deve possedere dei metodi pubblici di accesso alle proprietà:

Il primo di tali metodi è la funzione w(), che restituisce la velocità angolare della funzione periodica.

17	public double w(){
18	return Omega;
19	}

Poi si fornisce il metodo cambiaT per modificare il periodo della funzione:

20	public void cambiaT(double T){
21	Periodo = T;
23	Frequenza = 1/T;
23	Omega = 2*Math.PI/T;
24	}

Questo metodo riceve il nuovo valore del periodo e calcola i corrispondenti valori di frequenza e velocità angolare.

La classe fornisce anche il metodo per restituire il valore del periodo.

25	public double leggiT(){
26	return Periodo;
27	}
28	}

Si dichiara una classe CircuitoRC le cui proprietà sono i parametri del circuito.

1	class circuitoRC {
2	private double R, C;
3	private double dt, tau, t;

Il costruttore della classe:

4	public circuitoRC(double Ohm, double Farad) {
5	R = Ohm;
6	C = Farad;
7	tau = R*C;
8	dt = tau/100;
9	}

I parametri del circuito sono la Resistenza e la Capacità.

Da questi si ottiene la costante di tempo τ e l'intervallo dt di osservazione tra due misure consecutive.

La classe fornisce due funzioni pubbliche per l'accesso ai campi privati:

10	public double leggiTau(){return tau;}
11	public double leggidt(){return dt;}
12	}

1	class Diagramma extends Canvas {

La classe Diagramma eredita le proprietà e i metodi della classe Canvas, che in java rappresenta la finestra grafica.

2	public void paint(Graphics g) {

Quando si crea un'istanza della classe viene chiamato automaticamente il metodo paint che riceve un oggetto g di classe Graphics con il quale può disegnare sulla finestra.

3	int YAscisse, XOrdinate, AsseOrdinate, X, Y, y;
4	double scalaX, scalaY, t, Vu, derivata, dVu, tMax;

Vengono dichiarate alcune variabili locali che servono per mantenere alcuni parametri, cioè la posizione degli assi cartesiani, i fattori di scala orizzontale e verticale, ecc...

5	circuitoRC C = new circuitoRC(10.0, 0.00002);
6	Funzione f = new Funzione(C.leggiTau()*5);
7	tMax = C.leggiTau()*20;
8	scalaX=300.0/(tMax);
9	scalaY=200.0/25.0;

Linea 5: Si crea un'istanza della classe CircuitoRC dove sono descritti i parametri del circuito,

Linea 6: Si crea un'istanza della classe Funzione nella quale è contenuta l'espressione della funzione,

Linea 7: Dall'istanza C della classe CircuitoRC si ottiene il valore della costante di tempo, e, moltiplicandola per 20, si stabilisce la durata dell'esperimento,

Linee 8÷9: si calcola il fattore di riduzione in scala, sulla base della larghezza e dell'altezza della finestra e dei valori massimi da rappresentare sui rispettivi assi.

10	Vu=0.0;
11	derivata=(f.f(0)-Vu)/C.leggiTau();
12	YAscisse=150;
13	AsseOrdinate=150;
14	XOrdinate=200;
15	g.setColor(Color.red);
16	g.drawLine(0,YAscisse,400,YAscisse);
17	g.drawLine(AsseOrdinate, 240,AsseOrdinate,0);

Linea 10: si assegna la condizione iniziale (Vu=0 quando t=0),

Linea 11: Si calcola la tangente nel punto (t=0, Vu=0),

Linea 12÷14: si assegnano i valori alle posizioni degli assi cartesiani,

Linea 15: Si assegna il colore per disegnare gli assi,

Linee 16÷17: si disegnano gli assi cartesiani.

18	for (t=0.0; t<=tMax; t+=C.leggidt()){
19	X = (int) (scalaX*t);
20	y = (int) (f.f(t)*scalaY)+YAscisse;
21	g.setColor(Color.green);
22	g.drawLine(X,y,X,y);
23	g.setColor(Color.blue);
24	y=(int)(scalaY*Vu+YAscisse);
25	g.drawLine(X,y,X,y);
26	dVu = derivata*C.leggidt();
27	Vu = Vu + dVu;
28	derivata=(f.f(t)-Vu)/C.leggiTau();
29	}
30	}
31	}

Linea 18: si inizia un ciclo in cui si fa variare il tempo t da 0 al valore massimo con incrementi dt

Linea 19: il valore del tempo, da rappresentare sull'easse delle ascisse viene moltiplicato per il fattore di scala orizzontale per ricavare la coordinata X del pixel da illuminare,

Linea 20: il valore della funzione di ingresso viene moltiplicato per il fattore di scala verticale per ottenere la coordinata Y del pixel da illuminare,

Linea 21: si imposta il colore con cui si disegna la funzione di ingresso,

Linea 22: il pixel viene disegnato,

Linea 23: si imposta il colore con cui si disegna la funzione di uscita (Vu),

Linea 24: si calcola la coordinata verticale in cui illuminare il pixel relativo al valore della funzione di uscita (la coordinata orizzontale è la stessa del pixel già illuminato),

Linea 25: si disegna il punto,

Linea 26: conoscendo la derivata della funzione nel punto t si calcola l'incremento della funzione nell'intervallo dt,

Linea 27: l'incremento della funzione nell'intervallo dt viene aggiunto al valore della funzione all'istante t e si ottiene il valore della funzione all'istante t + dt.

Linea 28: Prima di ripetere un altro passo del ciclo si calcola il valore della derivata

1	public class RispostaRC {
2	public static void main(String argv[]) {
3	Frame Finestra = new Frame("Risposta all'onda quadra");
4	Diagramma Grafico = new Diagramma();
5	Finestra.addWindowListener(new GestoreFinestra());
6	Finestra.setSize(500,400);
7	Finestra.setLocation(100,100);
8	Finestra.setResizable(false);
9	Finestra.add(Grafico);
10	Finestra.setVisible(true);
11	}
12	}

Tracciare una griglia di linee orizzontali a intervalli di 1/5 dell'escursione massima della funzione di ingresso. Questa griglia servirà per rilevare, approssimativamente, il valore massimo della funzione di uscita.

Variare il periodo della funzione e rilevare, per ciascun valore di Periodo, l'ampiezza massima della funzione di uscita. Verificare se la frequenza di taglio è 1/τ.

Modificare la funzione di ingresso in dente di sega e poi in sinusoide. Osservare i grafici ottenuti. Si deve notare che la funzione di uscita assomiglia alla funzione di ingresso.

modificare la frequenza della sinusoide e rilevare diverse misure dell'ampiezza del segnale di uscita. Con tali valori determinare la frequenza di taglio.