Disminución de VinVinV_{in} en un filtro de paso alto debido al tipo de condensador utilizado

Observé un hecho extraño mientras usaba un filtro de paso alto RC simple. Aquí está el circuito que usé. ingrese la descripción de la imagen aquíEn C H 1 medí V o tu t , mientras tanto C H 2 Observé el valor de V i norte .

Mantuve el generador de funciones en V 0 = 20 V pk-pk (sinusoidal), y aumenté la frecuencia de 10 H z a 10 4 H z en pasos

Lo extraño es que el voltaje en C H 2 (cual es V i norte ) disminuyó mientras que la frecuencia aumentó! Es decir, a baja frecuencia. V i norte = V 0 = 20 V (pk-pk), pero luego disminuyó a 4.5 V en 10 4 H z !

Sin embargo, el filtro parecía funcionar bien porque si trazo las proporciones V o tu t V i norte (con V i norte medido con oscilloscpe, por lo tanto, disminuyendo) vs frecuencia (en escala logarítmica) obtengo la curva correcta, correspondiente a mi frecuencia de corte F = 1 2 π R C .

Obviamente haciendo una simulación en Multisim u otros simuladores me sale que V i norte = V o tu t (además de pequeñas variaciones).

Luego traté de construir otro filtro con un capacitor diferente y no observé este extraño comportamiento, lo que me hace pensar que probablemente fue causado por el capacitor que usé.

Lo que me gustaria saber es si puede haber alguna explicacion para este comportamiento del filtro que se debe a las caracteristicas del capacitor utilizado.

ese es un filtro de muy baja impedancia que tienes ahí. ¿Cuál es la impedancia de salida del generador? ¿Se construyó el 'otro filtro' con un condensador de valor diferente?
era normal 50 Ω impedancia de salida Traté de poner un capacitor diferente (0.1 m F ) (el generador de funciones era exactamente el mismo) y observé que V i norte fue aproximadamente constante aumentando la frecuencia

Respuestas (1)

A medida que aumenta la frecuencia, la impedancia del capacitor cae y, a una frecuencia significativamente más alta que el punto natural de 3 dB (2605 Hz) del filtro, podría argumentar que el capacitor se convierte, en efecto, en un cortocircuito, por lo tanto, el La salida de su generador de señal será cargada por la resistencia de 13 ohmios.

Si la impedancia de salida del generador de señal es de 50 ohmios, la resistencia de 13 ohmios que carga la salida reduciría la amplitud hasta un 20 % del valor sin carga. Esto, por supuesto, agrega otro nivel de complejidad a las cosas, pero, siempre que trace la proporción de Vout a Vin, no hará la diferencia.

Reducir los 4,7 uF a 100 nF significa que el punto de corte cuando Xc = 13 ohmios es mucho más alto a 122 kHz, pero verá el mismo efecto a medida que se acerque a esta frecuencia más alta.

Idealmente, con un generador de señal de impedancia de 50 ohmios, para mantener el voltaje de entrada constante en gran medida a través de la frecuencia, debe usar un valor mucho más alto para la resistencia de carga, es decir, algo así como 1 kohm. Si esto se repitiera con el condensador de 100 nF, el punto de 3 dB sería casi el mismo que el original a 1591 Hz. La salida caería ligeramente a frecuencias más altas y tendería a reducirse a un valor de aproximadamente el 95% de su valor de baja frecuencia.

¡Muchas gracias por esta respuesta! Como no sé exactamente cómo funciona la impedancia de salida en mi generador de funciones: ¿no se supone que el generador de funciones proporciona la diferencia de voltaje elegida "más allá" de su impedancia de salida? En otras palabras, si configuro el voltaje a 20Vpp, ¿no hay un voltaje de 20Vpp en las terminales del generador de funciones? ¿O debería realmente restar | Z o tu t I | si quiero que el voltaje realmente se entregue a la carga? (si es útil usé un AimTTi TG2000 y seleccioné 20Vpp en el menú).
Un generador de funciones es una fuente de tensión perfecta en serie con su impedancia de salida especificada. No puede haber magia o no sería compatible con conducir una línea de transmisión porque no sería capaz de absorber los reflejos. Entonces, si carga la salida con una resistencia equivalente a su impedancia de salida, obtiene la mitad del voltaje.
Haciendo de nuevo los cálculos, ¡esto realmente parece explicar los datos que obtuve! Entonces debo considerar un 50 Ω resistencia en serie! Si puedo preguntar una última cosa, cuando hice las mediciones conecté al generador de funciones un cable coaxial BNC con una impedancia característica de 50 Ω . ¿Se debe sumar la impedancia del cable a la impedancia de salida del generador de funciones ( 50 Ω también)? (Eso daría un total de 100 Ω , lo que sería extraño) ¿O la impedancia del cable ya se tiene en cuenta en la impedancia de salida del generador de funciones?
Los 50 ohmios del coaxial le indican qué impedancia tiene que terminar el coaxial para evitar reflejos y ondas estacionarias. En las frecuencias que está considerando, hay efectos insignificantes, así que ignórelo.
Disminución de VinVinV_{in} en un filtro de paso alto debido al tipo de condensador utilizado
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v