¿Cómo se encuentran los componentes coincidentes?

¿Por qué eligió los valores particulares de 10 kΩ y 3,6 pF? ¿Por qué no elegir un valor de resistencia o condensador por adelantado para el cual hay otro valor estándar en el múltiplo de 2 o 1/2?

3,6 pF es muy pequeño, por lo que la capacitancia parásita probablemente sea significativa. De todos modos, no obtendrá un 2x confiable. Además, los condensadores no son tan precisos para empezar. Cuando no especificas, las cerámicas suelen ser un 10%. Puede obtener el 5% por un poco más de dinero, pero después se vuelven más escasos y más caros.

Dado que los capacitores serán más difíciles de encontrar en valores particulares que las resistencias, comenzaría por ahí. También haría que el capacitor más pequeño fuera lo suficientemente grande como para estar lo suficientemente bien por encima del nivel parásito para que su valor sea confiable cuando esté en el circuito. 47pF y 100pF suenan como una muy buena combinación. Eso requeriría una resistencia de 753 Ω, por lo que una resistencia de 750 Ω al 1 % funcionaría bien, siendo el otro valor 1,5 kΩ al 1 %. Tenga en cuenta que sus valores de 10 kΩ y 3,6 pF se desviaron un 1,8 % solo de los valores nominales de las piezas, y considerablemente más debido a la capacitancia parásita y la tolerancia de las piezas.

Ver al final para (semi) "divulgación completa".

Aquí hay un diagrama de un filtro Twin T típico de aquí

Los nombres de los componentes parecen coincidir con su ejemplo.

Cin, R4, R5 y opamp son adicionales a su descripción, pero son típicos de cómo se puede usar dicho filtro.

¿Cuál es la aplicación? ¿Impedancia del circuito? ¿Circuito de conducción? , ¿precisión requerida?, estilo de construcción...? (ver texto).

No hay nada fundamentalmente malo con los componentes en paralelo PERO, como observa, los aspectos espurios, como la capacitancia de una resistencia, pueden causar efectos no deseados. Las ecuaciones asumen que todos los componentes son "ideales" y, por ejemplo, cualquier capacitancia en R3 o R1/R2 tendrá algún efecto sobre la función de transferencia. (La ESR de los condensadores también será teóricamente un problema, pero es probable que tenga un efecto mínimo en esta aplicación).

En lugar de hacer que R3 = dos resistencias en paralelo, podría hacer que R1 y R2 = dos resistencias en serie. Esto tiene el efecto de reducir a la mitad la capacitancia efectiva (ya que 2 C iguales en serie producen una capacitancia C/2). Sin sustituir el resultado en las ecuaciones Twin T, es probable que sea superior, ya que la reactancia de C/2:2R es 4 veces mayor que C:R/2 (es decir, el efecto del condensador espurio en relación con la resistencia es 4 veces menos cuando coloca dos C en serie a lo largo de 2R que cuando coloca dos C en paralelo a lo largo de una R). YMMV en la práctica :-).

Si quisiera equilibrar la cantidad de capacitancia en cada caso, también podría hacer R1 y R2 a partir de 2 resistencias en paralelo, pero no resistencias iguales. Si bien un programa de computadora simple ayudaría a asignar valores a R1a, R1b, R3a, R3b en tales casos, una hoja de cálculo puede ser lo suficientemente buena para la tarea y permitir una investigación más rápida.

Puede resultar útil una reorganización de la conocida fórmula para resistencias en paralelo. es decir, para Ra, Rb en ​​paralelo

• Rparalelo = Ra x Rb / (Ra + Rb)

Se puede reorganizar para

• Ra = Rparalelo x Ra / (Rb - Rparalelo)

Esto es obvio pero útil.

El uso de series de resistencias cada vez más precisas permitirá precisiones cada vez más precisas. por ejemplo, E12, E24, ... . Lo más probable es que los valores del 1% sean lo suficientemente buenos dadas otras inexactitudes que se encontrarán.

Según los medios de construcción y el estilo de la carcasa de la resistencia, las capacitancias del orden de 3 a 10 pF pueden resultar bajas para la implementación con tecnologías típicas. Por ejemplo, si está utilizando una construcción de PCB de FR4 de mejor material de PCB y resistencias y condensadores SMD 0805 o más pequeños, entonces las capacitancias parásitas pueden ser lo suficientemente pequeñas y controlables. Mientras que los componentes de orificio pasante en el tablero de tiras pueden producir fácilmente capacitancias parásitas de unos pocos pF.

La impedancia característica del filtro se ve afectada por las relaciones relativas de R a C. Si se trata de un filtro pasivo, la carga de las etapas de conducción y conducción será relevante y es posible que no tenga muchas opciones en el orden de los valores de los condensadores. Sin embargo, si el filtro forma parte de un amplificador o filtro electrónico como se muestra en el diagrama, podrá cambiar el valor de R y C durante una década o unos pocos para adaptarse a otras consideraciones. por ejemplo, aumentar el valor de C de 2 a 10 veces y disminuir los valores de R en la misma cantidad puedesea ​​factible. Un factor de cambio de 10, si se puede lograr, aumentaría C1 de 3,6 pF a 36 pf, lo que sería un valor mucho más inmune a la saturación por capacitancia parásita. Esto (probablemente) cambiaría R1 a 1k. Esto también sería menos propenso a la derivación por capacitancia parásita, pero sería necesario verificar la capacidad de su amplificador (opamp, etapa de transistor o lo que sea) para impulsar el aumento de carga. El consumo de energía también puede aumentar (pequeño en cada caso), lo que puede o no ser importante según la aplicación.

Además de R & C, sería necesario verificar la inductancia de las resistencias a frecuencias de MHz. Si se estuvieran utilizando resistencias de orificio pasante, los cuerpos cortados en espiral pueden tener suficiente inductancia para importar. Parece poco probable que las resistencias SMD pequeñas (por ejemplo, 0805 o más pequeñas) proporcionen problemas importantes con la capacitancia absoluta o el equilibrio capacitivo. Totalmente "fuera de mi cabeza", me sorprendería si la capacitancia de una resistencia 0805 fuera más de 0.1 pF, pero los fabricantes de renombre probablemente proporcionen datos.

"Para que su alegría sea completa", también está la cuestión de la inductancia en serie del condensador. Aquí hay un ejemplo de diagramas de impedancia para 3 valores de capacitor, donde la impedancia se ve afectada en gran medida por la capacitancia y la inductancia. En este ejemplo, y probablemente típicamente, los capacitores en el rango de 10 pF no tendrán problemas significativos con la capacitancia en torno a los 5 Mhz.

Esperaría que el equilibrio de, por ejemplo, la capacitancia en las resistencias sea "lo suficientemente bueno". balance.

Las resistencias de precisión serán más fáciles y económicas de obtener que los condensadores de igual precisión. Las resistencias al 1% están comúnmente disponibles y son baratas. Utilice una película de metal. Las resistencias de 0.1% están disponibles pero son menos comunes. Los condensadores del 1% están disponibles, pero cada vez son más caros. La tolerancia de precisión y la alta estabilidad fueron típicamente poliestireno, mica, ptfe. Puede haber alguna nueva maravilla dieléctrica que yo sepa.

La tolerancia del 1 % de la cerámica está disponible a partir, por ejemplo, de 10 pF en Digikey , pero es necesario comprobar las características térmicas.

Digikey ofrece Mica 1% a partir de 22 pF

Útil mini catálogo de condensadores de mica Cornell Dubilier aquí

Película fina 1% a partir de 10 pF (no disponible)

Descargo de responsabilidad: no he 'jugado' con este orden de capacitancia en este tipo de circuito. Tengo mucha experiencia previa en RF en este y rangos de frecuencia más altos, por lo que tengo una idea de las capacitancias probables, etc., además de mucha experiencia con los filtros en general. Así que los comentarios se basan en la experiencia relacionada y adquieren sentido común. Los consejos dados deberían tener sentido en función de las explicaciones proporcionadas; si no parece tener sentido, puede que no lo sea :-) - pero, con suerte, sí.

En los viejos tiempos, usaría una caja de sustitución de década de resistencia o condensador, con parásitos bien caracterizados. Usualmente usaría capacitores tal como vienen en su banda de tolerancia del 10%, y luego seleccionaría resistencias con un cuadro de sustitución. Luego, suelde una resistencia coincidente seleccionada en paralelo con una pequeña capacitancia de compensación que reproduzca la de la caja de décadas. Para aplicaciones particularmente sensibles, usaría un puente de impedancia para hacer coincidir un R||C físico con lo que presentaba la caja de décadas con sus parásitos. Esto requería mucho tiempo pero era bastante infalible: una vez que obtuvieras un R||C coincidente, lo soldabas en las dos torretas de "resistencia seleccionada" en la placa de PC, y el filtro era perfecto. Esto, por supuesto, requirió algo de práctica para hacerlo bien cada vez, y la atención a los detalles al colocar el cableado en el banco sí importaba. A veces habría una tapa de ajuste en el tablero en paralelo a un condensador fijo más grande. Si el trimmer no fue suficiente para anular la tolerancia del capacitor fijo, fue más que suficiente para anular cualquier error del proceso de sustitución. La comparación de fase en un osciloscopio o un voltímetro vectorial se usaría para poner el filtro en frecuencia: era más reproducible entre el personal que escuchar la salida de un monitor, ajustando un valor nulo o pico.

La sustitución de resistencias en el proceso de producción fue ampliamente utilizada en algunos productos. Muchas fuentes de alimentación Harrison HP tienen una resistencia seleccionada por sustitución por salida de voltaje.