Encuentre la frecuencia con la que Vin llega a Vo sin el cambio de fase

1

Siempre que \ $ R = 10k \ $ y \ $ C = 10nF \ $, encuentre la frecuencia con la que \ $ V_ {in} \ $ llega a \ $ V_o \ $ sin el cambio de fase.

EDITAR: \ $ V_ {in} \ $ es una fuente sinusoidal.

Hasta ahora he concluido que sucedería para \ $ V_ {in} = X \ $, y si lo uso obtengo que \ $ f \ $ es igual al infinito. Pero no sé cómo obtener la frecuencia mínima (como un número real) en la que podemos asumir con seguridad que \ $ V_o = V_ {in} \ $. ¿Consejos?

Aquí está mi trabajo: $$ C \ frac {d (V_ {en} -X)} {dt} = \ frac {Vo-V_ {en}} {R} $$ $$ V_o = V_ {in} + CR \ left (\ frac {dV_ {in}} {dt} - \ frac {dX} {dt} \ right) $$ Dado que la condición es \ $ V_0 = V_ {en} \ $, entonces \ $ V_ {en} = X \ $.

Usemos \ $ C '= - 1 (j \ omega C) ^ {- 1} \ $. Ahora tenemos $$ \ frac {X-Y} {C '} = \ frac {Y-0} {R} \ quad \ rightarrow \ quad Y = \ frac {R} {R + C'} X $$ y $$ \ frac {V_ {en} -X} {C '} = \ frac {XY} {R} \ quad \ rightarrow \ quad X = RV_ {in} \ left (C' + R- \ frac {RC ' } {R + C '} \ right) ^ {- 1} $$

Ahora usando $$ V_ {in} = X $$ tenemos $$ C '+ R- \ frac {RC'} {R + C '} = R $$ por lo tanto $$ C '= 0 $$ $$ f = \ infty $$

    
pregunta tyr

2 respuestas

2

Como lo sugiere sstobbe correctamente, el camino a seguir es determinar la impedancia ofrecida por el nodo X en su esquema. La ruta más fácil es usar los FACTs y aislar la parte en el nodo X primero. Esto es lo que se hace a continuación:

Laresistenciadeentrada\$R_0\$cuando\$C_1\$estáencircuitoabiertoesiguala\$R_1\$.Estosedebealatapaabierta.bloqueaelsesgodcytiene0Ven\$R_1\$ysepropagaalladoderechode\$R_2\$quetieneelmismovalorque\$R_1\$.Paraobtenerelpolo,simplementereduzcalaexcitacióna0A(circuitoabiertodelgeneradordepruebadecorriente)y"observe" la resistencia ofrecida por las conexiones de los condensadores en este modo (vea a continuación):

Sihacesloscálculos,deberíasencontrarunaresistenciaiguala\$R_1(1-(\frac{A_{OL}}{1+A_{OL}})^2)\$conduciendoaunpolocolocadoen\$\omega_p=\frac{1}{\tau_1}\$con\$\tau_1=C_1R_1(1-(\frac{A_{OL}}{1+A_{OL}})^2)\PSConlosamplificadoresoperacionalesperfectos,estepoloesextremadamentealtoypuededescuidarse.

Paraobtenerelcero,anulelarespuestaenelprimergeneradordeprueba.Esteesuncasodegeneradoenelqueahora"mira" la resistencia ofrecida por los terminales \ $ C_1 \ $ 'mientras la fuente actual está en cortocircuito. Vea abajo:

Siobservaestecircuitocorrectamente,sedacuentadequelaresistenciaenestecasoessimplemente\$R_1\$o\$R\$ensucaso.Elceroseencuentraen\$\omega_z=\frac{1}{\tau_2}\$con\$\tau_2=R_1C_1\$.

LafuncióndetransferenciacompletadelaimpedanciaofrecidaporelnodoXesentonces\$Z_X(s)=R_0\frac{1+\frac{s}{\omega_z}}{1+\frac{s}{\omega_p}}\approxR_0(1+\frac{s}{\omega_z})\$.Ahora,descuidandola1contribuciónparavaloresaltosde\$s\$,tenemos\$Z_X(s)\approxs\frac{R}{\omega_z}\$.Estollevaaunvalordeinductancia\$L=R^2C\$.Conlosvaloresdadosenelcircuitoqueconstruí,elinductoresde100H.ConsultelosdetallesacontinuaciónenMathcad:

Ahorapuedevolveratrabajarsucircuitooriginalinsertandoelinductorenelcircuito:

Sin embargo, les dejaré la determinación de la frecuencia de resonancia de este circuito de segundo orden. Puedes usar los HECHOS si quieres:)

    
respondido por el Verbal Kint
0

Cuando Zc = R en un filtro de HP o LP de primer orden, las impedancias son iguales y el desplazamiento de fase es de 45 grados. Esta es la "frecuencia de punto de interrupción".

Se necesita al menos 1 década para reducir ese cambio de fase a 6 grados o, en la otra dirección, 90-6 = 84 grados y luego 2 décadas, se reduce a un error de 0,5 grados.

El error de 0.5 grados se puede considerar "cero" para la mayoría de las aplicaciones, excepto el video en color de alta calidad.

Supongo que sabes cómo calcular la impedancia para C.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

Lea otras preguntas en las etiquetas