Autore: Luciano Guida, Automation Engineer.
Data aggiornamento: luglio 2026.
Cosa significa rumore in un segnale elettrico? Cosa un’interferenza comporta su un segnale digitale, rispetto a un segnale analogico? Come ci si mette al riparo dai disturbi elettrici?
Benvenuto, oggi parliamo di segnali elettrici digitali e analogici, focalizzandoci però sui vari tipi di interferenza e disturbo che possiamo incontrare quando installiamo i sistemi d’automazione.
Su questa pagina, trovi anche un tool di simulazione per vedere e comprendere meglio come agiscono i disturbi sui segnali analogici 4-20mA e 0-10VDC.
I segnali digitali, invece, possono essere distinti in:
a) Segnali binari (on/off), impiegati per controllare attuatori come relè, valvole o motori: solitamente a 24VDC.
b) Segnali digitali di comunicazione, trasmessi tramite protocolli industriali come Modbus, Profibus o Ethernet/IP, che permettono lo scambio di grandi quantità di dati tra sensori, PLC e sistemi di supervisione.
In questo caso le tensioni e le correnti in gioco sono minori, nell’immagine seguente troviamo le tensioni delle più comuni reti industriali (bus di campo).
Dalla figura sopra vediamo che con quasi tutte le reti siamo ben sotto i 24V, normalmente si lavora con + e - 1V, oppure 2V, o ancora 5V.
3. Disturbi, rumore e interferenze nei segnali elettrici.
Un aspetto critico nella trasmissione dei segnali è la presenza di perturbazioni elettriche. È importante distinguere tra disturbo, rumore e interferenza, eccone le descrizioni:
a) Disturbo: qualsiasi alterazione indesiderata del segnale, che può avere origine interna o esterna al sistema.
b) Rumore: una forma di disturbo di tipo casuale e continuo, spesso generato da componenti elettronici o da variazioni termiche.
Il rumore può essere anche di tipo “congenito”, ovvero derivare dal tipo di circuiteria che caratterizza le apparecchiature elettroniche. Spesso si sente parlare di rapporto segnale / rumore, per esempio nei sistemi audio.
c) Interferenza: un disturbo causato da una sorgente elettromagnetica esterna, come motori, inverter o dispositivi radio.
Questi fenomeni influiscono diversamente sui due tipi di segnale. I segnali analogici risultano più vulnerabili, poiché qualsiasi variazione di ampiezza o tensione può essere interpretata come una modifica della grandezza misurata, causando errori di lettura o fluttuazioni indesiderate.
I segnali digitali, al contrario, sono più robusti poiché si basano su due soli livelli logici, ma possono comunque essere compromessi da disturbi intensi che provocano errori di trasmissione o perdita di pacchetti dati.
Per esempio un segnale on / off di un ingresso sul PLC, può essere valutato off quando la tensione scende sotto i 5 Volt, e on quando la tensione sale sopra i 15 Volt.
4. Protezione dei segnali dai disturbi.
Per proteggere i segnali e garantire un funzionamento affidabile dei sistemi di automazione, si adottano diverse misure tecniche:
a) Schermatura dei cavi, per ridurre l’influenza dei campi elettromagnetici.
b) Utilizzo di cavi twistati, che diminuiscono l’induzione di rumori differenziali.
c) Corretta messa a terra, per evitare correnti parassite e differenze di potenziale.
d) Separazione fisica tra i cavi di potenza e quelli di segnale, per ridurre le interferenze.
e) Adozione di filtri, optoisolatori e soppressori di disturbi, per isolare i circuiti sensibili.
In aggiunta, l’uso di protocolli digitali con controllo d’errore e di moduli di condizionamento del segnale consente di mantenere elevata l’affidabilità della trasmissione anche in ambienti industriali particolarmente rumorosi.
5. Il simulatore interattivo di disturbi elettrici.
Come utilizzare il simulatore:
a) Seleziona prima il tipo di segnale desiderato tramite i radio button: Tensione (0–10 V) o Corrente (4–20 mA); l'oscilloscopio mostra in tempo reale la forma d'onda del segnale.
b) Premi Simula Taglio Cavo per interrompere il circuito e osservare la risposta del PLC: in modalità corrente comparirà immediatamente un allarme di guasto, mentre in tensione il sistema avviserà del pericoloso falso zero.
c) Attiva le caselle EMI per aggiungere rumore da inverter o spike induttivi dovuti ad avviamento di motori nei paraggi, e verifica quanto il loop di corrente risulti più robusto rispetto alla tensione. Il cursore del rumore di fondo consente di graduare l'intensità delle interferenze ambientali.