¿Las desventajas de usar resistencias grandes en el divisor de voltaje?

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Pregunta de dos partes! Estoy construyendo una carga ficticia de audio con una resistencia de 8W, 1%, no inductiva de 300W de resistencia. Esto está conectado a los terminales de altavoz de un amplificador bajo prueba. Además, me gustaría ubicar a través de la resistencia (usando un conector BNC hembra para conectar un alcance) y tener un interruptor que alterna un divisor de voltaje de 10: 1, para compensar los voltajes más altos que mi alcance no pueda manejar (al igual que la configuración de 10X en una sonda de osciloscopio). Mi circuito se ve algo como esto:

  1. Me doy cuenta de que el uso de resistencias de valor pequeño para R1 y R2 significaría que pasaría menos corriente a través de la carga, por lo que es preferible usar valores altos para no interferir con las mediciones. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de usar resistencias de valor más alto o más alto, si las hay? ¿Por qué no buscar valores más altos en mucho , digamos, 360kΩ y 40kΩ, para una mayor precisión de medición?

  2. ¿Qué tan cuidadoso debo ser sobre las clasificaciones de potencia de R1 y R2? ¿Tengo razón al suponer que con los valores que tengo actualmente, que la proporción de corriente que va a través de las ramas paralelas son tan pequeñas que incluso los pequeños resistores de 1 / 4W apenas tendrían impuestos?

pregunta abza

6 respuestas

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La capacitancia de su cable formará un filtro de paso bajo RC con las resistencias. Con valores tan altos, debe verificar si todavía tiene el ancho de banda que necesita.

Observe la capacitancia del cable pF / m en los documentos del cable. Si no lo tiene, elija una hoja de datos para un cable de diámetro e impedancia similares.

En las frecuencias de audio, la coincidencia de impedancia no será un problema, por lo que lo más probable es que no sea necesario tener esto en cuenta.

Se me olvidó: si el dispositivo de medición en el otro extremo del cable tiene una corriente de ruido de entrada (es decir, no es un alcance, pero digamos, un sensor BJT), las resistencias de alto valor aumentarán el ruido. Pero las resistencias de alto valor también hacen que la protección de entrada sea mucho más simple, ya que limitarán la corriente ...

Tenga en cuenta que si desea una atenuación de 1:10, ¿por qué no usa la sonda 1:10 de su alcance?

    
respondido por el peufeu
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La sonda de un osciloscopio tiene una pequeña capacidad.

Tener una impedancia súper alta en lo que está midiendo significará que la señal se degradará porque no puede generar o acumular suficiente corriente para cargar y descargar la tapa.

También tenga en cuenta que las resistencias en el divisor tienen su propia calificación de precisión del 1%. Por lo tanto, usar resistores de mayor valor no ayudará mucho.

La resistencia total sobre el divisor es 25000 veces más alta, por lo que la potencia nominal puede ser 25000 más baja cuando se expone a los mismos voltajes: 300W / 25000 < 1 / 4W

    
respondido por el ratchet freak
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Ya se han publicado buenas respuestas aquí, pero yo agregaría ...

Probablemente estaría mejor usando resistores .8R y 7.2R para su carga ficticia, si puede encontrarlos o hacerlos, y toque hasta el interruptor.

O mejor, use algo activo para amortiguar / dividir la señal para minimizar el efecto de la conexión de alcance en la salida del amplificador que está probando.

    
respondido por el Trevor_G
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¿Cuáles son las ventajas y desventajas de usar resistores de valor más alto o alto aquí? ¿Por qué no ir a valores mucho más altos, digamos, 360kΩ y 40kΩ, para una precisión de medición aún mayor?

La desventaja de usar resistores de alto valor en un divisor de voltaje es que aumenta la impedancia de salida y, por lo tanto, hace que el voltaje de salida sea más sensible a la carga.

Permite ejecutar algunos números aproximados.

En las frecuencias de audio, podemos considerar un cable coaxial como un condensador.

El divisor de voltaje tiene una impedancia de salida de poco menos de 20K.

Una entrada de alcance en modo hi-z generalmente tiene una impedancia de entrada de 1 Megohm en paralelo con 10s bajos de picofarads.RG58 coax tiene una capacidad de aproximadamente 100pF por metro. Digamos que tiene un par de metros de cable coaxial y un total de 250 pF para cable, alcance, trazas de PCB, etc.

Así que primero veamos el caso de casi DC. Una impedancia de 20K que conduce una carga de 1 Megohm da un error de ganancia de aproximadamente el 2%.

¿Qué pasa con las frecuencias más altas? La impedancia de salida de su divisor de voltaje forma un filtro RC con la capacitancia del cable / alcance. La frecuencia de rotura de un filtro RC es

$$ f_c = \ frac {1} {2 \ pi RC} = \ frac {1} {2 \ pi * 20 * 10 ^ 3 * 250 * 10 ^ {- 12}} = \ frac {1} {\ pi * 10 ^ 5 * 10 ^ 3 * 10 ^ {- 12}} = \ frac {1} {\ pi * 10 ^ {- 4}} \ approx 3000 $$

Eso es un poco bajo para el trabajo de audio. Me gustaría derribar esos valores de resistencia significativamente para aumentar la frecuencia de interrupción. OTOH no queremos derribarlos demasiado o nos encontramos con problemas de disipación de energía. Es probable que queramos resistencias unas 20 veces más pequeñas que sus valores, lo que hace que la frecuencia de corte sea aproximadamente 60 kHz.

Desafortunadamente, los resistores de 9K no son un valor estándar, pero podemos formar uno conectando un 4.3K en serie con un 4.7K.

Tenga en cuenta que las sondas de alcance 10x utilizan un resistor de valor muy alto, sin embargo, también utilizan condensadores de compensación que están sintonizados para que coincidan con las características del cable y el alcance y, en algunos casos, cables especiales.

  

¿Qué tan cuidadoso debo ser sobre las clasificaciones de potencia de R1 y R2? ¿Estoy en lo cierto al suponer que con los valores que tengo actualmente, que la proporción de la corriente que atraviesa las ramas paralelas es tan pequeña que incluso los pequeños resistores de 1 / 4W apenas serían gravados?

Dijiste que compraste cuatro resistencias de 300W. No tengo claro si planea usarlos para construir cuatro circuitos de medición de amplificador separados con un resistor de 300 vatios cada uno o un circuito de medición grande utilizando los cuatro. Asumamos lo último por ahora.

Su cadena divisora tiene una resistencia de 200 K, que es 25000 veces la resistencia de la carga ficticia de 8 ohmios. Entonces, cuando 1200W está funcionando a través de las resistencias de carga ficticia, 0.048W está funcionando a través de la cadena divisoria. No hay problema.

Mi cadena sugerida tiene una resistencia de 10 K, que es 1250 veces la resistencia de la carga simulada de 8 ohmios. Entonces, cuando 1200W se está ejecutando a través de la carga ficticia, 0.96W se está ejecutando a través de la cadena del divisor. De este 0.4512W se disipa en la resistencia de 4.7K y menos en las otras resistencias.

Eso me parece un diseño funcional. Los resistores de película de metal de 0.6W están fácilmente disponibles y son bastante baratos.

    
respondido por el Peter Green
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Buenas respuestas pero tengo esto: 1. Conecte dos resistores ficticios en serie para hacer 16 ohmios 2. Lo mismo para los dos restantes. 3. Conecte esta serie de circuitos en paralelo al amplificador.    Haciendo una carga simulada total de 8 ohmios 4. Ahora puedes medir de forma segura conectando el osciloscopio.    Entre las dos intersecciones de circuitos en serie de 16 ohmios. 5. Ahora está utilizando un circuito de puente de resistencia de alta potencia    Se utiliza principalmente en amplificadores de instrumentación. Medición de la diferencia de voltaje.    y milivoltios si la tolerancia de las resistencias es la especificada.
 ¡Tenga en cuenta que el osciloscopio no debe estar conectado a tierra!

    
respondido por el victor juarez
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Los valores de las resistencias realmente deciden la cantidad de voltaje disipado a través de su carga. En su configuración actual, la resistencia de carga está en paralelo al circuito divisor de voltaje general, la resistencia equivalente, en este caso, será algo más cercana a 8 ohmios, lo que elevará el valor actual. (Es posible que desee considerar este hecho al realizar cálculos).

  1. sobre el uso de los valores de resistencias. Usando una calculadora de divisor de voltaje cargado como esto puede verificar su respuesta. Para el caso presente, digamos que tiene dos resistencias de 180 ky 20 k, y una carga de 10 ohmios está conectada. Ahora, la potencia entregada a la carga es 3.082993253485863e-8 demasiado pequeña para tener un efecto insignificante, y la corriente que fluye en amperios es 0.00005552470 A. En lo que respecta a la potencia, esta es muy pequeña y tendrá un efecto insignificante en la carga.

  2. La potencia nominal de las resistencias depende en realidad del voltaje de entrada que proviene de la fuente. Estoy agregando una captura de pantalla para la señal de entrada de 10 V. Puede verificar el resultado de la entrada de su circuito para cualquier valor mediante las fórmulas o la calculadora.

respondido por el Electrical Engineering

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