Descripción del funcionamiento del filtro RC de paso alto

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Estaba tratando de visualizar lo que sucede cuando la frecuencia se barre de 1Hz a 1GHz. En el caso de un capacitor, el voltaje se retrasa en la corriente de 90 grados y la reactancia del capacitor depende de su frecuencia.

He intentado simular el filtro RC usando LTSpice . La imagen se muestra a continuación, pero mi pregunta es muy general y de comprensión teórica.

Quiero entender el phase response del filtro. Desde entonces, el voltaje está por detrás de la corriente en el condensador (que está conectado en serie con la fuente de voltaje). Por lo tanto, habrá algo de voltaje en el condensador y su intensidad dependerá de la frecuencia (disminuye con el aumento de la frecuencia). He tratado de entender el funcionamiento del filtro RC. He intentado explicar qué sucede en el filtro RC cuando la frecuencia se barre de 1Hz a 1GHz.

  1. Stop-Band: La frecuencia será baja y la reactancia del capacitor será muy alta. Toda la tensión estará en el condensador y se retrasará 90 grados. La salida (el voltaje a través de la resistencia será casi cero).
  2. banda de transición: La reactancia del condensador comenzará a disminuir en relación con la resistencia. El voltaje en la salida (a través de la resistencia) será la resta del voltaje de la fuente de voltaje y la versión retardada de la fuente de voltaje (90 grados). Por lo tanto, la fase general del sistema será inferior a 90 grados.
  3. banda de paso: En esta banda, la reactancia del capacitor será casi cero y, por lo tanto, habrá un retardo de fase 0. Aunque habrá un poco de voltaje en el condensador que aparecerá como ripples en la banda de paso.

¿Mi entendimiento es correcto?

    
pregunta abhiarora

2 respuestas

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Sí, tienes razón. Para una mejor comprensión recomiendo este enlace:

enlace

Aunque me gustaría agregar que el voltaje a través del condensador es siempre un fasor perpendicular al voltaje a través de la resistencia. Así que puedes imaginar un triángulo rectángulo con la base siendo la V a través de R y la perpendicular siendo V a través de 1 / (frecuencia de tiempos C). Inicialmente, en $ \ omega $ = 0 o pequeño (en la banda de parada), la perpendicular es infinitamente larga, por lo tanto, el ángulo que forma la hipotenusa con la base está cerca de los 90 grados. Como omega toma un valor finito que no es demasiado grande (en la banda de transición), la longitud de las perpendiculares disminuye, y los ángulos se reducen a un ángulo agudo. Finalmente, a medida que el omega se vuelve grande (en la banda de paso), el ángulo se acerca a cero. El ángulo es lo que llamamos la fase y su variación es la respuesta de la fase.

    
respondido por el supreme_leader
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En la banda de transición podemos decir que esto se tipifica cuando Xc = R, pero no es una simple suma numérica de Vc + Vr = Vinput. Tenemos que usar Pythagorus: -

$$ V_ {input} = \ sqrt {V_C ^ 2 + V_R ^ 2} $$

Esto se debe a que la tensión del condensador y la tensión de la resistencia siempre son de 90 grados entre sí cuando comparten una corriente común.

Otro punto a tener en cuenta es que cuando Xc = R en el valor, Vc y Vr tendrán el mismo valor (no la fase, por supuesto) y, utilizando la fórmula anterior y la reorganización, puede probar que la tensión de salida (Vr ) es \ $ \ sqrt2 \ $ más bajo que el voltaje de entrada. Por supuesto, esto se conoce como el punto de 3 dB del filtro porque \ $ \ dfrac {1} {\ sqrt2} \ $ es -3.01 dB.

    
respondido por el Andy aka

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