El gráfico de respuesta de paso de filtro de paso bajo no tiene sentido

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Ayer,enellaboratorio,sesuponíaquecalculamoslarespuestaalescalóndeunfiltrodepasobajoRCsimpleyestándarquesepareceexactamentealareddearriba.

Sinembargo,cuandointentamostrazarlafuncióndepasoylarespuestadepaso,separecealsiguientegráfico:

Por lo que me han dicho, las tramas no deberían verse así. El capacitador ni siquiera se carga hasta que está a 5V. La resistencia es de 300 kΩ y el capacitador es de 100 nF. Creo que la única explicación posible sería que los dos elementos no son proporcionales entre sí, lo que elimina la capacidad del capacitador para cargarse por completo. No creo que pueda ser un error de medición, ya que tendría que ser el mismo error en cada período, y no creo que sea probable.

    
pregunta OngunT

1 respuesta

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Claramente, la salida del filtro está siendo cargada por algo, y ese algo no es simplemente una resistencia a tierra. A partir de la información proporcionada, podemos calcular el equivalente de Thevenin de lo que está conectado a la salida del filtro.

Al observar solo los niveles de CC establecidos, podemos ignorar el capacitor. Esto significa que tenemos dos casos donde se conocen tanto la entrada como la salida. A 0 V de entrada, obtienes 1 V de salida. Con 5 V de entrada, obtienes 2,5 V de salida.

Dado que un cambio de 5 V en la entrada da como resultado 1.5 en la salida, la ganancia es 0.3. Dado que la ganancia proviene solo de la resistencia de la fuente de Thevenin, podemos pensar en esto como un divisor de voltaje. Este divisor tiene una resistencia superior de 300 kΩ y una ganancia de .3. Al trabajar hacia atrás la fórmula del divisor de voltaje, esto significa que la resistencia inferior es de 130 kΩ.

Ahora sabemos que la resistencia de la fuente de Thevenin es de 130 kΩ:

Podemosusarcualquierentradaysalidaconocidasparaencontrarelvoltaje.Usaréelcasode0Vparaproducir1Vout.Unavezmás,trabajandoatravésdeladivisióndedivisionesdevoltaje,obtenemosqueV1debeser1.43V.

Porlotanto,elequivalentedeTheveninconectadoalasalidadelfiltroes130kΩy1.43V.Sinembargo,espocoprobablequetengaunafuentedevoltajeyunaresistenciaconectadasalasalida.Esmásprobablequehayadosresistencias,unaa5Vylaotraatierra.

Enotraspalabras,asumiremosqueestoesloquerealmentetiene:

Por el equivalente de Thevenin, sabemos que el divisor de voltaje R2 / R3 produce 1.43 V cuando se descarga, y el R2 // R3 = 130 kΩ. Después de resolver las ecuaciones simultáneas, encontramos que R2 = 455 kΩ y R3 = 182 kΩ.

    
respondido por el Olin Lathrop

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