Propósito de la segunda resistencia en un regulador de voltaje basado en Zener con filtro de paso bajo

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Intentando comprender el propósito de la resistencia inferior R en este ejemplo de TAoE

La resistencia superior R y el condensador forman un filtro de paso bajo, pero ¿por qué la resistencia inferior R? ¿Qué cambiaría si se omitiera?

Simulando esto en LTSpice con una entrada de 7V con una ondulación sinusoidal de pico a pico de 10KHz 2V con R = 5K y Rc = 100, Rload = 1K (emisor a tierra), C = 1uF y 4.7V no funciona No muestra una diferencia obvia con la resistencia inferior eliminada.

La ondulación de salida sin el filtro de paso bajo es ~ 250mV
La ondulación de salida con las resistencias 2 R es ~ 1.25mV
La ondulación de salida con la R inferior omitida y R = 10K es ~ 2.8mV

    
pregunta axk

2 respuestas

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No es difícil de visualizar. Intentaré usar palabras, ya que su diagrama es fácil de leer. Pero si resulta que necesito escribir más, puedo crear un diagrama para hacer que algunos puntos se vean más fácilmente.

Imagine que el condensador se ha cargado hasta un voltaje que está a medio camino, entre el voltaje Zener, \ $ V_Z \ $ y algunos promedios \ $ V_ \ text {IN} \ $ (que ambos estamos de acuerdo tienen una ondulación presente en él.)

Ahora, cambiemos a un punto de vista de pequeña señal (lo que significa que avanzamos el tiempo en unidades muy pequeñas). Supongamos que se produce un pequeño aumento en el voltaje en \ $ V_ \ text {IN} \ $ para que ahora sea \ $ V_ \ text {IN} + \ Delta V_ \ text {IN} \ $, donde \ $ \ Delta V_ \ text {IN} \ $ es bastante pequeño. ¿Lo que pasa? Bueno, el condensador \ $ C \ $ mantendrá el voltaje que tiene. Dado que el voltaje del zener no ha cambiado (aún), la diferencia de voltaje en la \ $ R \ $ inferior sigue siendo la misma. Así que la corriente en esa resistencia es la misma. Lo que cambia es que la resistencia superior comienza a suministrar un ligero aumento de corriente en ese nodo del condensador. Pero esa corriente no pasa por el \ $ R \ $ inferior, sino que va al condensador, que lo "absorbe".

El resultado de esto es que la menor \ $ R \ $ "se ve como" una fuente actual para la base zener y BJT. Por lo tanto, la corriente Zener no cambia y, por lo tanto, la tensión Zener no cambia y, por lo tanto, prácticamente todo permanece como estaba antes. El único cambio que tiene lugar es que la parte superior \ $ R \ $ aumenta su corriente ligeramente y el condensador absorbe esa corriente. En resumen, la corriente agregada de la parte superior de \ $ R \ $ pasa por alto la parte inferior de \ $ R \ $ y en su lugar se dirige a agregar carga al condensador, en su lugar.

El \ $ R \ $ inferior, el zener y el BJT no ven este cambio repentino, porque ese cambio se ha contenido en el \ $ R \ $ superior y el condensador \ $ C \ $.

Necesitas el \ $ R \ $ inferior para hacer una fuente actual.

(Salgo a correr 5k y volveré pronto para ver si tiene más preguntas).

    
respondido por el jonk
-1

Después de pensar más en esto, mi entendimiento actual es que la resistencia inferior es básicamente para aumentar la impedancia de entrada que se presenta con el filtro de paso bajo y de esta manera disminuir la carga en el filtro, lo que disminuye la ondulación en la salida el filtro.

Funciona bien sin la resistencia inferior, pero la resistencia inferior disminuye la ondulación en la salida del filtro de paso bajo.

    
respondido por el axk

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