¿Por qué el circuito de la serie LC no se comporta como un filtro de paso de banda?

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Estoy intentando simular un circuito LC usando una fuente externa que genera una onda cuadrada de 503Hz de amplitud 2V como se muestra a continuación:  

Lafrecuencianaturaldelcircuitoanteriores503Hz.Porlotanto,debepasarestafrecuencia.Cuandoejecutolasimulacióndelcircuitoanterior,elcondensadorsedañaosecorta(nosesabeexactamente)yapareceenuncircuitocomo:

y la salida se vuelve cero en el osciloscopio.

Pero cuando paso una onda cuadrada de frecuencia de 5 kHz, se obtiene una salida sinusoidal (como se muestra en la imagen a continuación)

Por favor guíame por qué se observan tales salidas? Si actúa como filtro de paso de banda, entonces debería pasar simplemente la frecuencia alrededor de la frecuencia natural y la misma salida que la entrada, es decir, la onda cuadrada debe observarse. En las frecuencias más altas (5 kHz), la salida debería ser simplemente cero, pero ¿por qué sinusoide?

PS:

  1. Leí en wikipedia que el circuito de la serie LC actúa como filtro de paso de banda que tiene una impedancia cero en la frecuencia natural.
  2. Estoy usando Multisim 11.
pregunta Abhinav

3 respuestas

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Ese es el problema con la simulación con componentes "ideales": ves comportamientos que nunca verías en el mundo real.

Tu circuito no tiene resistencia en ningún lado. El generador de funciones es una fuente de voltaje ideal con resistencia de salida cero. El osciloscopio tiene una resistencia de entrada infinita (circuito abierto). Y los componentes tampoco tienen series parásitas o resistencia paralela.

Por lo tanto, el comportamiento que el simulador te está mostrando es correcto. La onda sinusoidal de 503 Hz es el circuito L-C que continúa "sonando" desde el transitorio de inicio. Este sonido nunca se extinguirá. Y no ve ninguna de las ondas cuadradas de 5 kHz en la salida porque su filtro tiene una "Q" infinita (factor de calidad), lo que significa que bloquea otras frecuencias perfectamente.

Cuando simules un circuito que solo tiene componentes ideales, debes recordar modelar los efectos parásitos de los componentes reales. Dependiendo de la precisión que necesite, puede incluir la resistencia en serie de los inductores y los condensadores, y tal vez también alguna capacitancia paralela en los inductores y la resistencia paralela en los capacitores. Normalmente, al simular circuitos más complejos, que casi siempre contienen resistencias, los efectos de estos componentes parásitos son insignificantes.

    
respondido por el Dave Tweed
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Su circuito sería mejor si agregara un tercer componente en serie: una carga (resistiva).

Un canal del osciloscopio se conectaría a la fuente de entrada y el segundo canal se conectaría a través de la carga.

También tenga en cuenta: muchos simuladores de circuito no pueden manejar inductores ideales, que tienen un voltaje infinito en respuesta a un cambio en la corriente y una resistencia de cero ohmios en DC. Los inductores reales tienen un factor "Q" que se puede emular agregando otra resistencia pequeña (0,1 ohmios) en serie con el inductor.

    
respondido por el Alan Campbell
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Realmente no sé cómo se podría "dañar" un capacitor durante la simulación; sin embargo, su circuito no funciona como un paso de banda, sino como un PASO BAJO porque capta la señal ENTRE ambas partes. Use además una resistencia conectada a tierra y mida el voltaje a través de este resistor.

ACTUALIZACIÓN: Un paso de banda resonante en serie consta de un divisor de voltaje dependiente de la frecuencia que consiste en (a) una combinación de la serie LC y (b) en un resistor R. La señal de salida está disponible a través de este resistor R. El paso de banda tiene una respuesta resonante muy aguda ( ancho de banda pequeño) para valores R pequeños (1..10 Ohm). Debe usar una resistencia de al menos 50 ... 100 ohmios.

Repito (aunque alguien no está de acuerdo): en la actualidad (midiendo la salida entre L y C) tienes un paso bajo con un valor Q muy alto (gran amplitud que llega al polo frecuencia). En la vecindad del punto de resonancia parece un paso de banda, pero es una salida de paso bajo.

    
respondido por el LvW

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