¿Se sigue considerando DC una onda cuadrada?

Digamos que tengo una onda cuadrada de nivel lógico, donde 0V es "bajo" y 5V es "alto". Estoy pulsando esto a un ciclo de trabajo constante de 60 Hz, 50%. Mi intuición dice que, dado que el voltaje nunca se vuelve negativo, es una señal de CC, independientemente de qué tan rápido la esté pulsando. ¿Es eso correcto?

Además, al considerar los amplificadores operacionales para amplificar las señales de los sensores que nuevamente producen ondas cuadradas de 60 Hz entre 0 y 100 mV, ¿puedo considerar esto también como una señal de CC y no preocuparme demasiado por mi producto de ancho de banda de ganancia?

La forma en que lo pienso es que para que una señal se considere CC, nunca debe cambiar. Entonces, una onda cuadrada es CA en mi opinión ...
Claro, pero nunca se vuelve negativo. Independientemente de la amplitud variable en el tiempo, sigue siendo estrictamente positiva, por lo que me pregunto acerca de la definición formal.
una onda sinusoidal fijada positivamente no tiene parte negativa. pero es DC??
Hay componentes de CA en una onda cuadrada. Los amplificadores operacionales son elementos lineales, lo que significa que actúan en cada frecuencia por separado; sin embargo, cada frecuencia se amplifica con diferente ganancia y cambio de fase. Esto significa que los diferentes componentes de la onda cuadrada se amplificarán de manera diferente, lo que generará una salida distorsionada. En la práctica, esto producirá una onda casi cuadrada, pero con bordes verticales ligeramente torcidos y redondeados.
¿Dónde diablos aprendiste (DC) <=> (no se vuelve negativo)? ¡Ese punto está tan mal!
¿Una fuente de alimentación de -5 V no es CC? Cuando una señal tiene un valor promedio distinto de cero, decimos que tiene un componente de CC , ya sea que el valor promedio sea positivo o negativo. Pero tener un componente de CC no lo convierte en una señal de CC.
CC no significa necesariamente corriente constante, sino corriente que no alterna en polaridad. Por lo tanto, no está mal decir que una señal pulsante es CC, y no es lo mismo que decir que es constante y que no se deben considerar los parámetros CA de un circuito para trabajar con él.
No estoy de acuerdo en absoluto. Si lo que dice es correcto, simplemente cambiar el nodo de referencia en un circuito puede cambiar si una señal en particular es CC o CA.
No puede, porque de esta manera la señal siempre será negativa o 0 y aún no alternará en polaridad, por lo tanto, seguirá siendo CC. Para que una corriente sea alterna, la dirección del flujo de electrones debe alternar en el tiempo. Si no es así, no es CA, por lo que decir que es CC o CC pulsante no es incorrecto.
Espere, ahora está diciendo que sabe la dirección en la que fluyen las cargas (¿a través de qué?) al conocer el voltaje en un nodo en particular.
DC significa constante para fines prácticos. ¿Qué tiene que ver el producto GBW con tu medida? ¿Hay problemas de estabilidad? ¿El opamp necesita ser compensado?
Tu pregunta no tiene respuesta, depende del contexto. Si está hablando de una fuente de alimentación, CC significa una fuente de voltaje constante o corriente constante, sin variación. CA en ese contexto significa una onda sinusoidal de frecuencia única sin compensación de CC. Cualquier otro contexto, incluidas las señales, CC y CA tienen definiciones diferentes según el contexto. En un artículo académico, puede ver que CC se refiere a cualquier señal que no tenga corriente alterna, aunque el voltaje o la corriente pueden cambiar con frecuencia. En general, a menos que esté hablando de fuentes de alimentación, debe definir estos términos si los usa.

Respuestas (6)

Breve respuesta a ambas preguntas:
No, eso no es correcto.
No, tienes que preocuparte por eso.

Vamos a empezar desde el principio. No hay forma de que nunca se enfrente a una señal literalmente 'DC'. Digamos que tiene una fuente de alimentación de banco, la usa para alimentar sus circuitos, eso es quizás unos 5 V CC , ¿verdad? ¿Y cuando lo apagas? ¿Qué pasa con los cortes de energía? ¿Qué pasaba cuando ese suministro de banco en particular ni siquiera existía?
Mi punto es: una señal real (existente) nunca puede ser literalmente DC. En algún momento no existió ni existirá.

Pero hay esperanza: podemos dar una definición algo menos estricta de la señal de CC y llamamos a nuestro viejo amigo Fourier. Asumo que sabe qué es la Transformada de Fourier , puede leerla o simplemente créame: existe esta transformación matemática particular que toma una señal que es una función del tiempo y escupe una señal que es una función de la frecuencia . Y eso funciona en ambos sentidos, por lo que su buena señal puede representarse en su forma de dominio de tiempo o en su forma de dominio de frecuencia .
Pero, ¿para qué necesitamos esta frecuencia? Bueno, eso es fácil, digamos que tienes:

X ( t ) ⇌ X ( F )
donde X ( t ) es su señal en el dominio del tiempo, mientras que X ( F ) es la misma señal en el dominio de la frecuencia. Ahora, si calculas X ( t 0 ) obtienes el valor que tiene tu señal en el instante t 0 , entonces, ¿qué pasa con X ( F 0 ) ? Bueno, obtienes el valor que tiene tu señal en la frecuencia F 0 , simple y llanamente. Digamos que grabas un bombo y un violín, tienes las señales en el dominio del tiempo, las transformas y luego las trazas: el bombo estará muy alto para las frecuencias bajas, mientras que el violín estará muy alto para las frecuencias altas. Esto se debe a que el bombo tiene muchos componentes de baja frecuencia , mientras que el violín tiene muchos componentes de alta frecuencia .

Así que volvamos a la definición de DC. Podríamos decir que una señal es DC si "la mayoría de sus componentes están a muy bajas frecuencias". Eso es mejor que "nunca cambia", tener componentes de baja frecuencia en realidad puede suceder. Esa no es una definición precisa, pero tomémosla como está ahora.

¿Qué hay de tu onda cuadrada? Echemos un vistazo a la gráfica de los componentes de frecuencia de una onda cuadrada (también llamada espectro):
ingrese la descripción de la imagen aquí
(fuente: wikipedia )
Esa es una onda cuadrada de 1kHz: como puede ver, la función graficada es muy alta a 1kHz, pero también a 3, 5 y etcétera... Y (confía en mí) la altura de los picos baja hasta 1/f, eso es lento . Y tenga en cuenta que no hice ninguna suposición sobre si la ola va o no por debajo de cero.

Entonces, su onda cuadrada está muy, muy lejos de ser CC.

Ahora a su segunda pregunta: esa es completamente diferente. Si y solo si la amplitud de su onda cuadrada es muy, muy pequeña en comparación con otras señales que tiene a su alrededor, puede decir "bueno, pretendamos que no está allí". Pero ese no es tu caso, tu onda cuadrada es la señal que quieres amplificar. Y como acaba de enterarse de que eso no es DC en absoluto ... Será mejor que mire cuidadosamente las especificaciones del amplificador operacional que va a elegir.

'La respuesta' es que depende de lo que se entienda por DC.

Creo que es seguro decir que, para la mayoría, "CC" ya no significa corriente continua , que se define como una corriente que no alterna en dirección a diferencia de la corriente alterna que sí lo hace.

En la mayoría de los contextos, "DC" es sinónimo de constante . Por ejemplo, una (buena) fuente de alimentación de 5 V CC produce una tensión (más o menos) constante de 5 V y no, por ejemplo, una tensión variable pero positiva.

Otro ejemplo es el "componente de CC" de una señal, que significa el promedio de tiempo (constante) de una señal.

Otro ejemplo más es la "solución de CC" para un circuito; la solución para la cual todos los voltajes y corrientes son constantes .

Aún así, en algunos casos, "DC" se usa para referirse a no alterna o unidireccional como, por ejemplo, la salida sin filtrar de un rectificador que a veces se llama DC pulsante .

Entonces, en el primer sentido, su onda cuadrada no es CC ya que no es constante .

Pero, en el segundo sentido, su onda cuadrada es DC ya que no es alterna .

Esta respuesta parece más completa que la respuesta aceptada. Señala que CC puede referirse a cualquier corriente que no sea "alterna" (cambio de dirección/polaridad), incluida la "CC pulsante", al tiempo que señala que esta "CC pulsante" también puede llamarse "CA" porque su voltaje fluctúa. , ya sea cuadrado, senoidal o sin forma de onda.
Creo que el punto a destacar es que esta onda cuadrada no es negativa (por debajo de cero voltios) o un sesgo de CC positivo . Por lo tanto, no es "CA" en el sentido tradicional, sin embargo, es una forma de onda alterna y exhibe todas las características de las señales de CA. Por lo tanto, se puede ver de ambas maneras: como dos voltajes de CC que varían con el tiempo, y también como una onda cuadrada de CA, solo con una polarización de CC que coloca el borde inferior en 0 voltios.
Muchos términos nebulosos de EE, y nadie aborda cosas como esta. Esta pregunta siempre deja mi cabeza dando vueltas porque la forma en que te enseñan, para que algo sea CA, la corriente debe alternarse. Una onda cuadrada todavía tiene corriente en una dirección cuando fluye, por lo que siempre pienso en eso como una señal de CC. Aunque, puedo ver el caso para llamarlo una señal de CA ya que la señal no es constante todo el tiempo, pero creo que debería tener un nombre diferente. Las definiciones de EE siempre son tan confusas, y todos responden preguntas como esta de manera diferente. Frustrante.
@in70x escribió "Las definiciones de EE siempre son tan confusas". Eso es un pincel bastante amplio con el que estás pintando.

Si realizó aproximaciones de CC al analizar un circuito con una entrada de onda cuadrada, perdería una parte sustancial de la respuesta. Por lo tanto, no debe hacer suposiciones de DC. Si te ayuda pensar en la onda cuadrada como CA, entonces te ayuda. Sugiero que es más útil pensar en por qué está tratando de poner la señal en un cajón en primer lugar, y eso debería ayudar a generar la respuesta.

negativees relativo a una referencia.

Si cambia su referencia a 2,5 V, tendrá una corriente alterna de -2,5/+2,5.

Observe cómo se descarga una batería con el tiempo, es una caída exponencial.

Espera aún más, todos los potenciales en el universo se aproximan a cero.

Si un ciclo de CPU fuera igual a un segundo , entonces su onda cuadrada de 60 Hz parecería permanecer en 5 V durante unos 20 años.

...pero realmente, lo que dijo Vladimir.

Una onda cuadrada que permanece en el plano positivo es un suministro de CC de conmutación que cambia entre encendido y apagado, 0 V CC de voltaje completo CC

El voltaje de CA va más allá de 0v al plano negativo, tiene una corriente alterna de 0v de CA, voltaje total positivo de 0v y voltaje total negativo de regreso a 0v. Un ciclo completo de ondas de CA se puede rectificar para que sea una onda sinusoidal perfecta, comúnmente conocida como onda sinusoidal.

También tiene otras formas de CA que casi se verían igual que la onda cuadrada que mencionó anteriormente, sin embargo, va a voltaje completo +, directamente a voltaje completo y de regreso a voltaje completo, la diferencia es el tiempo que se tarda en pasar de completo a 0v cuando se compara con una onda sinusoidal, este tiempo se denomina frecuencia medida en hercios, que es un ciclo por segundo. En mi país nuestra frecuencia de operación normal es de 50hz o 50 ciclos completos en un segundo dado. De nuevo 0v a + a 0v a a - de vuelta a 0v

Un método para mostrar lo que está sucediendo y brindarle una visión visual de lo que está sucediendo al mostrar una onda sinusoidal sería utilizar un osciloscopio.

Si usa un modulador de ancho de pulso, esencialmente corta la CC correctamente, por lo que aplica voltaje completo y repite este ciclo tan rápido que no sabe que está sucediendo para ajustar el brillo de las luces o las velocidades cuando se usa para un motor. Este es el mismo efecto cuando visto a través de un osciloscopio como una señal de CC de onda cuadrada, ¿correcto? No es CA, es una señal de CC intermitente, no confundamos esto más de lo que necesita para conectarlo a un diodo, fluirá, conectará CA a un diodo, explotará si fluye a través de un diodo, es CC. Simple.
¿Se sigue considerando DC una onda cuadrada?
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