Który z nich jest lepszy jako dzielnik napięcia: rezystancyjny, pojemnościowy, filtr dolnoprzepustowy,…?


10

Istnieją różne rodzaje tłumików napięcia dla sygnałów prądu przemiennego ( krótkie wyjaśnienie znajduje się tutaj ). Najbardziej znany to opornik. Inne, takie jak filtry pojemnościowe, indukcyjne lub dolnoprzepustowe są dostępne (dolnoprzepustowe mogą obejmować wiele konstrukcji, w tym pasywne lub aktywne. Dzięki dla Andy'ego Aki, który zapewnił bardzo dobre połączenie z nimi w innym wątku). Wiem, że pytanie, które z nich jest lepsze (szczególnie w przypadku wysokich częstotliwości), nie jest dobrym pytaniem, a odpowiedź brzmi: „To zależy”.

Chcę wiedzieć, jakie są ich zalety i wady, które mogą prowadzić do wniosku o wyborze najlepszego projektu.


2
Po raz kolejny zależy to od tego, co próbujesz osiągnąć. Jeśli potrzebujesz efektów, które są stałe w całym spektrum częstotliwości, potrzebne są rezystory. Jeśli potrzebujesz, aby twoje wyjście miało cechy pochodnej lub całki wejścia, potrzebne są kondensatory i / lub cewki indukcyjne. Nie ma żadnych zalet ani wad związanych z idealnymi elementami obwodu pasywnego. Robią to, czego potrzebujesz, albo nie.
Scott Seidman

Tak, to prawda, ale w linku do Wikipedii, który podałem w pytaniu, mówi się, że w przypadku wyższych częstotliwości należy dodać element pojemnościowy do projektu. Dlaczego tego potrzebujemy?
sierpień

Aby zrekompensować skutki obciążenia. Charakter obciążenia jest jedną z tych zmiennych, które przechodzą do kolumny „co próbujesz osiągnąć”.
Scott Seidman

Odpowiedzi:


11

Istnieją dwa rodzaje tłumików, które należy rozważyć i można je łączyć na kilka sposobów:

wprowadź opis zdjęcia tutaj

  • (A) jest używane, ponieważ oferuje prostotę z możliwością zaprojektowania go tak, aby pasował do źródła jazdy i do tego, co łączy (środkowy zaczep).
  • (B) jest używany, gdy chcesz „zmniejszyć” napięcie prądu przemiennego, nie przejmując się poziomami prądu stałego, ale aby mógł on działać rozsądnie przy niskich częstotliwościach, pojemności wymagają większych wartości niż dla sygnałów RF.
  • (C) jest kombinacją A i B i daje szeroki zakres częstotliwości o stałym tłumieniu od DC do RF
  • (D) Raz użyłem do monitorowania mocy wyjściowej zasilacza prądu stałego wysokiego napięcia - głównym górnym elementem rezystancyjnej części dzielnika były dziesiątki Mohmów, a ze względu na jego rozmiar i bliskość obwodów przełączających wysokiego napięcia bardzo często hałasu. Dodanie czapek w tym samym stosunku impedancji co oporniki było początkiem, ale potencjał wysokich prądów przez kondensatory był zmartwieniem, więc rezystory zostały dodane szeregowo. Ponieważ dzielnik napięcia został użyty jako element sprzężenia zwrotnego kontrolującego wysokie napięcie, musiałem upewnić się, że to, co zostało zmierzone, zostało dokładnie przetłumaczone, w przeciwnym razie mogą wystąpić niestabilności, a przy 50 kV nie potrzeba dużo niestabilności, aby zniszczyć obwody. Dodatkowe rezystory połączone szeregowo z każdą nasadką służyły również do ograniczenia prądów we wzmacniaczu operacyjnym, do których podłączono „stuknięcie środkowe”.

To tylko ujęcie prawdopodobnie wielu innych technik.


6

Rezystywne tłumiki napięcia są zdecydowanie najczęściej stosowane, ponieważ ich współczynnik tłumienia nie zmienia się wraz z częstotliwością. Podobnie prąd pobierany ze źródła napięcia nie zmienia się wraz z częstotliwością.

W niektórych przypadkach musisz dodać kondensator równolegle do jednego z oporników, aby skompensować obecność innego niechcianego kondensatora równolegle do drugiego opornika.

Tak dzieje się z sondami oscyloskopowymi. Na poniższych schematach R2 i C1 reprezentują wejście oscyloskopu. Sonda zawiera rezystor R1 i kondensator C2. C2 jest tutaj, aby zrekompensować efekty C1 (i należy go wyregulować przed użyciem). Kompensacja jest wymagana, aby mieć płaską krzywą odpowiedzi częstotliwościowej.

schematyczny

symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab

W niektórych bardzo szczególnych przypadkach można użyć tłumika pojemnościowego. Na przykład chcesz uzyskać małe napięcie z głównego napięcia, z niezbyt małym prądem, a jednocześnie nie chcesz rozpraszać dużej mocy. Może to działać, ponieważ częstotliwość jest tutaj stała (50 lub 60 Hz, w zależności od miejsca zamieszkania).


1

I nie możemy zapominać o przełączanych sieciach kondensatorów (niewielki wariant w sieci wyłącznie kondensatorowej), które są standardem w każdym nowoczesnym projekcie układu analogowego. Mają znacznie lepszą gęstość powierzchniową i dopasowanie do dowolnej z alternatyw.

Oczywiście to trochę oszukuje, ponieważ zgodnie z teorią transformacji Z, czapka z przełącznikiem JEST rezystorem.

Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.