¿Por qué la salida de la señal de onda cuadrada después del capacitor de derivación es una onda triangular?

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Entiendo que la onda cuadrada contiene muchas ondas sinusoidales de diferentes frecuencias, al igual que la onda triangular. Mi impresión con el capacitor de derivación es que cuanto más altas sean las frecuencias, mejor atenuará esas señales. Por lo tanto, espero ver una salida de onda sinusoidal fundamental para la entrada de onda cuadrada y de onda triangular. Sin embargo, en realidad, a altas frecuencias, la salida de una onda triangular es una onda sinusoidal perfecta; pero la salida de una onda cuadrada es una onda triangular perfecta.

A media frecuencia, la salida de onda cuadrada se parece a la carga exponencial & Curva de descarga, esa la puedo entender. Pero lo que no entiendo es su salida a alta frecuencia. ¿Por qué es así?

La configuración de mi circuito es simple, la señal de pequeña amplitud se envía directamente al condensador a tierra. La salida también se toma del condensador.

Aquí está la configuración del circuito, muy simple:

La observación anterior se puede ver en todos los rangos de capacitores, sin embargo, es más fácil de ver en capacitores no tan pequeños como 0.1uF. En resumen, a alta frecuencia, la salida de una onda cuadrada se convierte en una onda triangular.

    
pregunta user1502776

2 respuestas

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La serie de Fourier para una onda triangular

ylaondacuadrada

Ambos tienen solo armónicos impares pero difieren en la pendiente del valor pico para cada armónico. Sin embargo los armónicos triangulares son mucho más pequeños. A medida que n aumenta, la amplitud se reduce en 1 / n² , mientras que una onda cuadrada se reduce en 1 / n . Los armónicos de las ondas triangulares también alternan la fase (+/- sin) con el aumento de n .

Para simplificar mi explicación, la carga capacitiva en un gen de 50Ω. da una respuesta de frecuencia o función de transferencia de

,queyasabesdalarespuestadetiempoexponencialaunaondacuadradamediadondefestácercade1/RC.

Peroparaaltafrecuencia,dondelosRC>>1asíquelatransferenciafcnsereduceaunafuncióndetransferenciaintegradoraHc(s)=1/RCs.

AlaplicarestefiltroalaseriedeFourierdelaondacuadrada,suatenuaciónarmónica1/nseconvierteenunapendiente1/n²enlosarmónicosdelaondatriangular.Demanerasimilar,cuandosefiltralafuentedeondatriangular,supendientedeatenuaciónarmónicade1/n²seconvierteen1/n³.
Enunámbito,todoloqueveríaesunaondasinusoidal,peroenunaescaladeregistrodelanalizadordeespectroveríalapendiente1/n³detodoslosarmónicos(esdecir,lapendientede3erorden)

comentarioslateralesañadidosCreoquehayvaloreneltiempoquepasasenellaboratoriopararelacionarlateoríaconlapráctica.Cuandonocoincida,busqueuncircuitoequivalentemejoryluegoverifiquesussuposiciones.SitienesJavapuedesjugarconestegeneradordeseñalprogramable.Quetediviertas!Pasemástiempoenellaboratoriovalidandoloqueaprendióylleveellaboratorioasuescritorioyluegoamplíesushorizontes.

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use el puntero del mouse y haga clic con el botón izquierdo y derecho ... arrastrar y ajustar

  • Cambie la fase de la serie de Fourier y vea el efecto en una onda triangular
  • Agregue una resonancia espuria en la amplitud de uno de los armónicos, vea la forma de onda
  • agrega una falla, cambia la forma como quieras. (forma de onda arbitraria)
  • agregue un filtro LPF, cambie la frecuencia, deslice el número de términos en el espectro, vea efecto

Cuando integre una entrada de paso y un volcado, obtendrá una forma de onda de diente de sierra Aquí,elratónsedesplazasobreelfundamentaldelespectrodeFourierylafaseylaamplituddelaondasinusoidalsemuestranenamarillo.Mientrastanto,aumentéunarmónicoparasimularunaresonanciaeneldientedesierra.

Lascombinacionesestán"solo limitadas por tu imaginación"

    
respondido por el Tony Stewart
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Aquí hay una explicación del asiento de los pantalones. La parte inicial de la curva exponencial, antes de que empiece a "nivelarse", se parece mucho a una línea recta. En las frecuencias altas, no se sube mucho esa curva antes de que la señal se invierta y se dirija hacia el otro lado. Si observas con atención, verás que las líneas de la onda triangular no son muy rectas, sino que están cerca de ella.

Las posibilidades son que la onda sinusoidal que se obtiene de la onda triangular tampoco es perfecta, pero es difícil de ver sin un analizador de distorsión.

    
respondido por el gbarry

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