El "en fase" se relaciona solo con cantidades sinusoidales (por ejemplo, su última fila de imágenes). Para cualquier otra cosa, es solo eso, un derivado, más una constante de tiempo RC, donde el caso debe ser.
Para su primer ejemplo, la derivada de una onda cuadrada (la primera mitad, por ahora) es un pulso con el valor y con la duración de la pendiente. Si la onda cuadrada es ideal, la pendiente es infinita, por lo tanto, el pulso es infinito, no existe tal cosa en la naturaleza. Por lo tanto, la respuesta para un diferenciador RC real a una onda cuadrada de pendiente finita será el voltaje en la entrada, y luego, dado que la onda cuadrada ha alcanzado la amplitud y permanece plana, y la derivada de una constante es cero, la salida tiende a ir a cero, pero el condensador todavía está cargado, por lo que se descargará, creando el pulso que se ve. Si el diferenciador hubiera sido activo (opamp), la derivada hubiera sido un pulso con el ancho de la pendiente, y su amplitud se formó por la constante de tiempo multiplicada por el dV / dt.
Como la imagen que muestra está un poco simplificada, aquí hay dos ejemplos de un diferenciador RC activo, pasivo y ideal, con \ $ \ tau \ $ = 0.1ms, en respuesta a una entrada de pasos con una pendiente finita de 1V / \ $ \ mu \ $ s. El pasivo:
yelactivo(notelaamplitudyladuración):
Paraelsegundocaso,tieneunaseñalformadapordosrampas,unapositivayunanegativa.Laderivadadeunarampaesunaconstante,porloquesealternanconstantespositivasynegativas,ounaondacuadrada.
Enningunodeloscasosanterioressepuedehablardeunafase,yaquelasformasdeondasonunasumadeondassinusoidalesycoseno(consulte esto ). Pero en el tercer caso, es simplemente la derivada de sin (x), o cos (x). Aquí se trata de formas de onda armónicas, por lo que es seguro hablar de la fase. Como sucede, para el diferenciador, la fase es 90 o .
Además, la salida es solo negativa, -RC * dV / dt, si se está invirtiendo, como en el caso de un opamp.