detector de picos máximos

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Este es el circuito de un detector de casi picos:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

donde \ $ V _ {\ text {sig}} \ $ es la señal de entrada.

Cuando el diodo está en circuito abierto, el condensador se descarga en \ $ R_2 \ $ con una constante de tiempo \ $ \ tau_D = R_2 C \ $.

Cuando el diodo tiene polarización directa, el condensador se carga con una constante de tiempo diferente. Los artículos de libro de texto y EMC sobre detectores de picos máximos dicen que esta constante de tiempo es \ $ \ tau_C = R_1 C \ $. Este es un ejemplo (página 4: "EMI -El receptor cobra el condensador \ $ C \ $ por la resistencia \ $ R_1 \ $ ").

Pero como se sugiere en la respuesta a esta pregunta, podemos fácilmente Calcule el equivalente de Thèvenin de \ $ V _ {\ text {sig}} \ $, \ $ R_1 \ $ y \ $ R_2 \ $ para el proceso de carga. El resultado es que el condensador se carga con una constante de tiempo

$$ \ tau_C = (R_1 || R_2) C = \ frac {R_1 R_2} {R_1 + R_2} C $$

que es tan diferente de \ $ R_1 C \ $.

¿Esto está mal de alguna manera?

    
pregunta BowPark

2 respuestas

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Esto es interesante. Recuerde que además del cambio de resistencia equivalente, la fuente se convierte en $$ \\ V_ {thev} = V _ {\ text {sig}} \ frac {R_2} {R_1 + R_2} $$ cuando encuentre el equivalente de Thevenin. Luego, cuando realice algunos cálculos utilizando la constante de tiempo $$ \ tau_ {thev} = \ frac {R_1R_2} {R_1 + R_2} C = \ tau_ {paper} \ frac {R_2} {R_1 + R_2} $$ es similar a usar simplemente \ $ V _ {\ text {sig}} \ $ como la fuente con la constante de tiempo \ $ \ tau_ {papel} = R_1C \ $, ya que es común \ $ R_2 / (R_1 + R_2) \ $, y también porque para \ $ R_2 > > R_1 \ $, ese factor es aproximadamente 1. La escala del voltaje "equivalente" es igual a la escala de la resistencia "equivalente".

\ $ R_2 \ $ limitará el voltaje a través de la tapa a \ $ V_ {thev} \ $, ya que habrá una corriente continua de estado estable a través de ella. El modelo del papel es bastante similar, pero no exactamente igual. No estoy seguro de lo que estoy agregando, pero esto puede darle una idea de la diferencia entre el modelo real y el modelo del artículo.

$$ V_C (t) = V_ {thev} (1-e ^ {- t / \ tau_ {thev}}) $$ (con alguna manipulación) $$ V_C (t) = \ frac {R_2} {R_1 + R_2} V_ {sig} (1-e ^ {- \ frac {R_1t} {R_2 \ tau_ {paper}}} e ^ {- \ frac {t } {\ tau_ {paper}}}) $$ La diferencia es la \ $ R_2 / (R_1 + R_2) \ $ al frente y la \ $ e ^ {- \ frac {R_1t} {R_2 \ tau_ {paper}}} \ $. La aproximación es muy precisa ya que ambos factores se acercan a 1, lo que sucede cuando \ $ R_2 \ $ es grande y \ o \ $ R_1 \ $ es pequeño. Imagina lo que sucede cuando \ $ R_1 = R_2 \ $. El factor del frente se convierte en la mitad, pero la constante de tiempo efectiva también se reduce a la mitad. El resultado es que la aproximación parece que todavía podría estar cerca sin la condición \ $ R_2 > > R_1 \ $, siempre y cuando no se aproxime al estado estable, ya que la tensión de estado estable de la mitad de la pequeña podría equilibrarse con la constante de tiempo medio-largo. Pero para estar seguros, deberíamos revisar el derivado

$$ \ frac {dV_C} {dt} (t) = \ frac {V_ {thev}} {\ tau_ {thev}} e ^ {- t / \ tau_ {thev}} = \ frac {V_ { sig}} {\ tau_ {paper}} e ^ {- \ frac {t} {\ tau_ {paper}}} e ^ {- \ frac {R_1t} {R_2 \ tau_ {paper}}} $$ Su valor es muy similar a la aproximación, y observe cómo los valores de la resistencia se dividen de la ecuación, excepto por el factor de \ $ e ^ {- \ frac {R_1t} {R_2 \ tau_ {paper}}} \ $. Sin embargo, a pesar de que el primer factor se divide, la función depende de \ $ R_2 > > R_1 \ $ para que sea una buena aproximación.

    
respondido por el Elliott Martinson
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Tienes razón en que el papel es incorrecto. Sin embargo, puedo ver cuál fue su pensamiento: si el valor de \ $ R_2 \ $ es mucho mayor que \ $ R_1 \ $, entonces su ecuación degenerará a \ $ R_1C \ $. Creo que ese es el supuesto que se han hecho, aunque no lo hayan dicho.

En el documento, dan las constantes de tiempo y la constante de tiempo de descarga es al menos 11 veces la constante de tiempo de carga y en el caso de BAND C / D es más de 500 veces más larga. Esto admite la conjetura de que \ $ R_2 > > R_1 \ $.

    
respondido por el Kevin White

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