Comprender este filtro y circuito de polarización

En una gran simplificación, ignorando las frecuencias de corte y la reactancia, C puede tratarse como un cortocircuito a las señales de CA y un circuito abierto a las señales de CC. Este AC acopla el nodo de entrada, Vi, al nodo de salida, Vo. En efecto, esto elimina cualquier componente de CC de la entrada (cuando se observa desde el punto de vista de Vo).

Las resistencias forman una red de polarización simple, que crea un divisor de voltaje entre el riel de +2,5 V y el riel de -2,5 V. Dado que ambos R tienen el mismo valor de resistencia, el voltaje de CC en el nodo Vo será 0 V, siempre que no se aplique ninguna señal a Vin. Cuando se aplica una señal a Vin, la señal en Vout se centrará alrededor de la polarización de CC de 0V.

¿Qué significa todo esto para ti? Bueno, podría cambiar los valores de la resistencia para cambiar el sesgo de CC. Por ejemplo, en un sistema en el que desea poder medir señales de CA con algún tipo de receptor (ADC, amplificador de entrada, etc.), pero no tiene un riel negativo, puede establecer la polarización en la mitad del voltaje de suministro De esa manera, incluso si Vin pasara de +1 V a -1 V, aún podría leerlo en su entrada.

Tenga en cuenta que si comienza a jugar con los valores de la resistencia, su frecuencia de corte cambiará. Por lo tanto, la mejor solución es mantener su frecuencia de corte lo suficientemente por debajo de su banda operativa de esa manera ya no importa[1] cuál es la frecuencia de corte.

[1] "realmente no importa": por ejemplo, si está tratando de pasar audio, solo asegúrese de que su frecuencia de corte esté un par de órdenes de magnitud por debajo de su frecuencia de audio más baja esperada, entonces no importará cuál sea la atenuación. parece, ya que casi no habrá atenuación en el extremo inferior de su rango de entrada.

El análisis simplificado es que el capacitor es de baja impedancia para altas frecuencias, de alta impedancia para bajas frecuencias y de circuito abierto para CC.

Este movimiento manual básico debería convencerlo de que el voltaje de salida promedio es de 0 V y que este es un filtro de paso alto.

Apliquemos ahora un análisis más riguroso para que podamos poner algunos números al rendimiento.

Si ignoramos el capacitor ahora, podemos quitarlo y reemplazar las dos resistencias con un circuito equivalente de Thevenin. Para hacer esto, reemplazamos el circuito con una fuente de voltaje igual al voltaje que se ve en la unión de las resistencias a, 0V, junto con una impedancia igual a la que verías si reemplazaras las fuentes de voltaje con cortocircuitos. Si tuviéramos fuentes de corriente, las reemplazaríamos con circuitos abiertos. En este caso la impedancia es$41\text{ k}\Omega$

Volviendo a poner el condensador en este circuito equivalente que tenemos.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Ahora podemos ver fácilmente que este es un filtro de paso alto con ganancia

$A = \dfrac{Rth}{Rth + \dfrac{1}{j \cdot \omega \cdot C1 }} = \dfrac{Rth}{1 + j \cdot \omega \cdot C \cdot Rth}$

Este es un filtro de paso alto simple con frecuencia de esquina.

$\omega = \dfrac{1}{C \cdot Rth}$,$f = \dfrac{1}{2 \dot \pi \cdot C \cdot Rth} \approx 38.8 Hz$