¿Se pueden evitar siempre los inductores en el diseño de filtro analógico?

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Los inductores siempre han sido descritos como grandes, voluminosos y extensos para mí en los libros de texto. Parece que a la gente no le gustan. Sin embargo, he visto que los inductores aparecen en el diseño del filtro debido a la naturaleza de respuesta de frecuencia que es opuesta a la del condensador.

Sé que un cierto circuito hecho con amplificador operacional puede "convertir" un condensador en un inductor. ¿Significa esto que siempre se pueden evitar los inductores en el diseño de filtros? Si es así, ¿por qué se siguen utilizando los inductores en el diseño de filtros en aplicaciones del mundo real?

    
pregunta quantum231

2 respuestas

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Un filtro activo, es decir, que contiene una fuente de energía, es decir, un amplificador operacional, puede estar libre de inductores. Esto es importante para los circuitos de audio donde las frecuencias son bajas y los inductores son enormes y con pérdidas debido a su resistencia interna. Considere el diseño de un filtro de 4º orden de 20Hz y puede ser de $ 2 de amplificador operacional y capacitores con capacidad de 20x20 mm, o serán cientos de dólares de inductores que ocupan quizás unos pocos litros de espacio y son horriblemente ineficientes debido A la resistencia parasitaria en los inductores.

Sin embargo, para las frecuencias de radio, las frecuencias a menudo son mucho mayores que el ancho de banda de cualquier amplificador operacional que puedas comprar. Entonces, mientras que en teoría podría construir un filtro sin inductor utilizando un amplificador operacional ideal, no existe tal cosa como un amplificador operacional ideal. ¡No puedes comprar un amplificador operacional con 100GHz de ganancia de ancho de banda! En otras palabras, una vez que llegas a frecuencias más altas, el amplificador operacional ya no tiene ganancia y tu filtro no funcionará.

Afortunadamente, aunque en las frecuencias de radio, los inductores pueden ser realmente muy pequeños. Y por pequeño, me refiero a montaje en superficie y alrededor de un milímetro cúbico de volumen. Por lo tanto, todos los inconvenientes de los inductores a bajas frecuencias ya no son relevantes, y no hay una necesidad real de construir filtros libres de inductores.

Los filtros de radio también pueden implementarse utilizando pistas en placas de circuito impreso, que son en sí mismas inductivas. Al utilizar una ubicación de pista de PCB cuidadosa, puede crear un filtro de microstrip que utiliza la inductancia parásita de la pista y la capacitancia entre pistas para crear el filtro deseado.

    
respondido por el William Brodie-Tyrrell
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No estoy seguro de qué son las 'aplicaciones del mundo alto'.

Tienes razón al pensar que los circuitos "giratorios" pueden crearse utilizando amplificadores operacionales y condensadores para reemplazar los inductores.

Los inductores ganarán cuando:

  • Se requiere un circuito pasivo porque la energía no está disponible, etc.
  • Circuitos de alto voltaje donde los amplificadores operacionales dejan escapar su humo.
  • Circuitos de alta frecuencia donde los amplificadores operacionales se quedan sin ancho de banda.
  • Aplicaciones de alta corriente donde los amplificadores operacionales se quedan sin motor.
respondido por el Transistor

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