Estoy intentando simular el siguiente circuito en SIMSCAPE, y su comportamiento es diferente en la simulación y en el mundo real. La simulación muestra un rebasamiento, mientras que las mediciones que hice no lo hacen, lo cual tiene sentido ya que solo tiene polos reales en su función de transferencia.
Si ayuda, los ceros son -4.5 y -3.7. Los polos están en -39.1, -6.5 y -4.
Circuitoutilizado.
Simulaciónparadichocircuito.
Respuesta de paso medida.
No hay problema aquí en absoluto. La respuesta medida paso está en perfecto acuerdo con la simulación. Son solo trucos de escalado y ventanas lo que hace que parezca que algo está mal.
Aquí, reproduje su circuito en LTspice:
Luegocomparélasincronizacióndelpulsoconloquesemuestraensuosciloscopio,ytambiénconfigurélasescalasdevoltajeytiempoalasmismasensuosciloscopio.Paraunabuenamedida,hicequelarelacióndeaspectoyeltamañodelaventanadelgráficoseaelmismoqueelgráficodelosciloscopioqueapareceenmipantalla.Aquíestámisimulación,contodaslasescalas,etc.idénticasaladelosciloscopio,ladoaladoconsumedición:
Yollamaríaaesounpartidobastanteespectacular.Tomósumedidabastantebienyelcircuitoseestácomportandoexactamentecomoseesperaba.Debidoaquesugráficoderespuestaapasosdelasimulaciónabarcaunsegundocompleto,ysuosciloscopiosoloestáobteniendoelprimercortede~200msdeesarespuesta,elexcesonoesaparente.Puedoverunrastreodealcancede8bitsalavista,ysualcanceseguramentetiene8bitsderesoluciónvertical.Elrebasamientoenlaprimeraporciónde200msesdeaproximadamente24mV.Enesaescala,elADCdesualcancetieneuntamañodepasoverticalde6.25mV.Porlotanto,eldisparoexcesivosemostraríacomo4píxelesverticalesdediferenciadistribuidosenlamitaddelaescalahorizontal(elpicoseencuentraaproximadamenteenelcentro,luegocomienzaadisminuir).
Estotodavíaestaríabien,aexcepcióndeesos4píxelesquesecomencompletamenteporelpisoderuidoenlatraza.Noesunalíneaquetiene1píxeldenitidez.Esunalíneagordita,tienemuchoespacioparacomersetotalmenteelexcesoderuido.Sinembargo,estopromediaunpoco,porloqueaúnsepuedeverquehayunalevecaídadevoltajehaciaelfinal.Ladensidaddepíxelesqueformanlapartesuperiordelatrazacomienzaadisminuir,mientrasqueladensidadhacialaparteinferioraumenta.Exactamenteelcomportamientoqueesperaríamosvercontodoloquemencionéfactorizadojuntos.
Finalmente,aquíestálasimulaciónexactaqueprodujoelgráficoquecoincideperfectamenteconelqueustedmidióconsualcance,conlamismatrazaperoparaladuracióncompletade1segundoyquesecorrespondeconlaescaladesugráficodesimulación,ladoaladocondichográfico:
Comopuedesver,todoestábien.Lasimulación,lamediciónyelcircuitosecomportanexactamentecomodeberían,peroavecesnosiempreesfácildarsecuentadeestosilacomparaciónnoesjusta.Cuandoseobservanformasdeondaytrazasdeformaocular,normalmentesolofuncionayesoestodoloquehayquehacer.Perocuandoalgoparececomportarsedemaneraextraña,perosiguesiendosimilaraloquecabríaesperar,siempretengaencuentacosascomolaescala,larelacióndeaspecto,eltamaño,laresoluciónytodosesosotrospequeñosgotchyasquepuedencontaminarloquefinalmentesedescribe.Elimineesosgotchyasunoporuno,comenzandoporhacercoincidirsurangodinámicoconeldelaseñaldeinterés,ysiloqueestámalsiguesiendoinciertoosutil,avecessimplementedebehacercoincidirtodolorelacionadoconlosgráficosoloqueseaqueestécomparando..
Esteesrealmenteungranejemplodeesto,yhequeridoeseejemploparapoderreferirloaotrosenelfuturo.Haproporcionadoun"estudio de caso" casi ideal y genuino de cómo la visualización de datos a veces nos puede mentir. Así que, ¡gracias por hacer esta pregunta!
Su circuito tiene una respuesta de frecuencia que, en principio, se puede describir como (paso bajo + paso de banda) con un numerador de segundo orden y un denominador de tercer orden. Ahora, recuerde la respuesta escalonada de un simple paso de banda RC que muestra un gran rebasamiento antes de que la señal vuelva a ser cero.
Esa es la explicación para el sobreimpulso observado (pequeño), que es causado por la influencia del paso de banda; sin embargo, la influencia del paso bajo está dominando. Un paso bajo RC pasivo puro de segundo orden o superior no muestra rebasamiento.
Verifique los valores de sus componentes, dos veces.
Su salida se ve casi exactamente como si tuviera condensadores de 0.27uF para las primeras dos tapas en lugar de las tapas de 2.7uF. ¡Prueba esos valores en tu simulación y verás! Si está utilizando tapas falsas, también es posible que la tolerancia esté afectando la salida (las tapas, especialmente las cerámicas, generalmente tienen tolerancias muy amplias ).
Como dijo The Photon, comprueba la impedancia de entrada de tu alcance. (Tenga en cuenta que probablemente no sea 50Ω, ya que la salida sería básicamente cero).
Puedo verificar que la respuesta de tu paso sea precisa. (Más pedante, la salida de tu simulador coincide con mi simulador).
También debe observar la impedancia de salida de su generador de señal (o lo que sea que genere ese paso). Sin embargo, desde la captura del alcance, no parece ser más de 2kΩ, lo que está bien, ya que no afectará mucho la salida.
Si nada de eso hace el truco, revise su cableado y también pruebe los nodos intermedios del circuito para asegurarse de que se están comportando como se espera (vea si coinciden con la salida simulada).
Tu circuito tiene dos ceros. Esto se puede ver en los dos condensadores en serie con la señal. El tercer condensador a la derecha (realmente debería agregar designadores de componentes) es el único que forma un polo.
En resumen, su sistema tiene un polo y dos ceros, por lo que no debería haber nada sorprendente en el sentido de que exista un exceso.
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