¿Cómo configurar el generador de señal en el laboratorio para obtener un voltaje de salida?

En una de mis asignaciones de laboratorio, debo estudiar cómo trabajar con señales cuadradas en circuitos RC (filtro de paso bajo). Tenga en cuenta que este es un curso introductorio de Electrónica. Básicamente, estoy pensando en usar un 1k Ω resistot y un capacitor de 6.8 nF. Mi señal cuadrada tiene una amplitud de 5 voltajes de pico a pico. Luego, se me pide que comience configurando la frecuencia del generador, de modo que el voltaje de salida medido a través del capacitor sea el 63% del voltaje de entrada.

Esto parece bastante fácil: necesito que el Vpp de la señal de salida sea 0,63 ∗ 5 V = 3.15 V , así que solo muevo el botón de frecuencia en el generador hasta que obtengo este valor en la pantalla, ¿verdad? Y la constante de tiempo sería la mitad del período desde que un capacitor se carga al 63% en una constante de tiempo, ¿verdad? Otra parte pregunta si podemos medir el voltaje pico a pico de la salida. Para mí, esto es confuso ya que el capacitor no tiene tiempo suficiente para cargarse y descargarse por completo, entonces, ¿no cambiaría continuamente el voltaje pico a pico? Simplemente tendría sentido definir estos límites para un período.

Agradezco cualquier ayuda que pueda obtener. Sé que estas son preguntas básicas, pero tengo que estar en el laboratorio mañana y quiero estar preparado para trabajar lo mejor posible. Gracias.

¿Seguro que se supone que no debes encontrar la salida del 70,7 %? 63% parece un valor extraño.
"el capacitor no tiene tiempo suficiente para cargarse y descargarse por completo, entonces, ¿no cambiaría continuamente el voltaje pico a pico?" - no, no continuamente. después de algunos ciclos, los valores máximos se estabilizarán. Pero no confíes en mi palabra, ¡haz el experimento y descúbrelo por ti mismo!
@Blair: consulte los párrafos iniciales de en.wikipedia.org/wiki/RC_time_constant . 63% es correcto. Es posible que lo esté mezclando con el valor RMS en relación con el voltaje máximo de una onda sinusoidal (que no lo es).
@Transistor No, supuse que iba a encontrar el punto de -3 dB del filtro: 20 * log (0.707)
@Transistor "establecer la frecuencia ... de modo que la salida ... sea del 63%" no tiene ningún sentido. La constante de tiempo es una constante. No tiene nada que ver con la frecuencia. Sin embargo, lo que describió es una buena manera de aprender sobre las frecuencias de corte. De aquí es de donde viene la noción del 70,7%.
Creo que esta parte del experimento es para mostrar que con una salida del 63%, la duración de la media onda será igual a la constante de tiempo. No olvide que está trabajando con una onda cuadrada y no con un seno, por lo que el punto de -3 dB tendrá una relación más compleja con la onda cuadrada sin procesar.
@Transistor No lo sé. Realmente no se describe de esa manera. Consideré que se suponía que el OP usaría una sinusoide para esta parte. Ese iba a ser mi seguimiento, una vez que obtuviera la confirmación de una forma u otra sobre mi pregunta inicial.
@Transistor No está claro qué proporcionará la salida del 63%. El voltaje del capacitor para este escenario se muestra como la ecuación 2 aquí ece.rutgers.edu/~psannuti/ece224/PEEII-Expt-4-07.pdf . Si hace que Vpp=1, RC=0,5 y T(período)=1, el voltaje límite es ~0,462 V pico a pico, no 0,63 V. La fórmula se simuló perfectamente.

Respuestas (1)

Para mí, esto es confuso ya que el capacitor no tiene tiempo suficiente para cargarse y descargarse por completo, entonces, ¿no cambiaría continuamente el voltaje pico a pico? Simplemente tendría sentido definir estos límites para un período.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Figura 1. Curva de carga RC. Fuente: InterfaceBus .

La pequeña información que podría estar perdiendo es que puede comenzar en cualquier lugar de la curva y el tiempo necesario para llegar desde allí al 63% del camino a V-max será la constante de tiempo.

En el gráfico de la Figura 1, por ejemplo, si empezamos en el 63 %, nos falta un 37 % más para cargar por completo. 63 % de eso = 37 x 0,63 = 23,3 %, por lo que al final de la segunda constante de tiempo la carga habrá aumentado a 63 + 23,3 = 86,3 %, como se muestra en el gráfico. Puede elegir cualquier punto de inicio y el voltaje habrá aumentado un 63% desde allí hasta V-max después de una constante de tiempo.

Gracias. No me di cuenta de esto y estoy agradecido de que lo hayas señalado. Entonces, en mi experimento, ¿solo tengo que establecer el período en dos constantes de tiempo?
Si bien mi explicación de la curva RC es correcta, no creo que tenga razón sobre su experimento. Vea los comentarios de Blair a su pregunta. Anoche jugué con una simulación y obtuve el mismo resultado que sus cálculos, pero no he tenido tiempo de continuar. Anule la aceptación durante unos días para alentar otras respuestas.
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