Informe de aplicación de TI: ¿Cuáles son esas resistencias adicionales en el filtro de paso bajo?

Estaba buscando algunos documentos y tutoriales en línea para el diseño de filtros. Entonces me topé con este informe de aplicación de TI . Lo siguiente se refiere a la sección 2, figura 7 y figura 8 del documento. Agregué una imagen de los circuitos a continuación para mayor comodidad.

Al comparar el circuito con este tutorial de electrónica , no puedo descifrar qué se supone que deben hacer las resistencias R3 y R4. ¿Y por qué R3, R4 y Cin, Cout no son necesarios para el circuito con suministro +/-?

Tomado del Informe de aplicación de TI - Diseño de filtros en treinta segundos

Parecen circuitos de polarización.
La figura 7 está bien para la alimentación de CC. Tenga en cuenta que como el IC es un "seguidor" con una ganancia de unidad, ¡puede usar un solo seguidor de emisor de transistor en su lugar! :-). Colector al suministro, R2/C1 a la base, emisor a través de una resistencia baja a tierra y C2 al emisor. Magia :-).
@Russell McMahon - Principiante aquí, así que tengan paciencia conmigo. La impedancia ideal del amplificador operacional es infinita. Si lo sustituyo con un transistor, la corriente tiene que fluir al transistor. Entonces, cuando quiero afectar el voltaje bajo medición lo menos posible, ¿tengo que confiar en el amplificador operacional?
@PetPaulsen: suena bastante bien para un novato :-). Sí. Estás en lo correcto. Si desea la mejor precisión de CC, el opamp es definitivamente mejor. El transistor cargará un poco el circuito y compensará el voltaje hacia abajo por una caída de voltaje del emisor base, por lo que para una CC precisa, use un amplificador operacional. En muchos casos, las personas que usan este tipo de circuito se preocupan principalmente por los componentes de CA y la solución del transistor es efectiva y económica.
@Russell McMahon - ¡Gracias! De nuevo aprendí algo nuevo :)

Respuestas (2)

Como dice JGord, son circuitos de polarización. El segundo circuito toma la entrada a través de un condensador en serie, que elimina el componente de CC del nivel de entrada. Dado que la ruta de retroalimentación también está acoplada a CA a través de una tapa, no hay nada que establezca de manera confiable el voltaje de entrada de CC de la entrada del amplificador operacional, aparte de la fuga a través de la entrada y las tapas. Por eso se ha añadido un divisor de tensión resistivo.

En el primer circuito, la fuente proporciona el componente de CC de la entrada. Con suerte, eso está dentro del rango del amplificador operacional centrado en el suelo. En el segundo circuito, la operación de suministro único requiere que el voltaje central esté muy por encima del suelo, por lo que se requiere un acoplamiento de CA. Sin embargo, incluso si no fuera necesario por ese motivo, sería útil, por ejemplo, en equipos de audio conectorizados: con acoplamiento de CA y polarización interna, el circuito se cuida solo sin depender del nivel de CC de la entrada externa desconocida. (Sin embargo, existe un posible costo... por ejemplo, una tarjeta de sonido con una entrada de este tipo es excelente para el audio, pero no se puede usar para el registro de datos analógicos de uso general, ya que el ancho de banda ya no se extiende por todo el DC)

Creo entender. ¡Gracias! Entonces, en este circuito solo pasa el componente de CA de la señal. Mi objetivo real es medir un voltaje de CC, por lo que tengo que transmitir el nivel de CC externo (obviamente). En este caso, simplemente me quedo con el filtro de paso bajo de segundo orden (figura 7). ¿Tengo razón?
Nitpick: Según el amplificador operacional y el tipo de condensador, las corrientes de polarización de entrada del amplificador operacional podrían dominar con bastante facilidad la corriente de fuga del condensador.

No estoy muy contento con ese segundo circuito.

En el primer circuito, tiene un Opamp con suministros positivos y negativos, y una tierra en C1.
Cuando no tiene dos suministros, una técnica común es colocar dos resistencias en serie, a través de la fuente de alimentación. El punto medio, entre las dos resistencias, se denomina "tierra virtual". Haga esto con una batería de automóvil de 12V y obtendrá suministros de +6V y -6V.
Las tierras virtuales no son particularmente buenas para suministrar corriente, gracias a las resistencias utilizadas para crearlas. En su segundo circuito, proporcionan polarización de CC para R1.
C1 también debe estar vinculado a "tierra virtual" como en el primer circuito. Parece depender de que la impedancia de CA de una fuente de alimentación de CC sea cero: nuevamente, gracias a R3 y R4, este no es el caso.

Puede que no estés contento con él, pero funciona. Lo he hecho.
@MattYoung Me alegra escucharlo. Hacer elegantes fuentes de alimentación divididas es algo que abordan aquellos que fabrican amplificadores de auriculares C-Moy (en una lata de Altoids). Si bien los elegantes se consideran "mejores", existe un factor de rendimiento decreciente. Me alegra saber que esta versión simple y económica fue lo suficientemente buena para sus necesidades. Un ejemplo de un diseño de suministro más elegante está en: aries1470.blogspot.com.au
Informe de aplicación de TI: ¿Cuáles son esas resistencias adicionales en el filtro de paso bajo?
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