Análisis de CA de un circuito que incluye resistencias variables

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Tengo un problema relacionado con el análisis de CA de un circuito simple que contiene resistencias variables (cada resistencia variable es un sensor de presión). Estoy seguro de que esto es bastante simple, pero nunca he trabajado en redes variables y no puedo encontrar respuestas buscando en la web.

Objetivo

R1,R2,R3yR4sonlasresistenciasvariables,cadaunacorrespondienteaunsensordepresión.Suresistenciavaríaconlapresiónaplicada,queesunprocesoestocástico(seguimientodelapresióndelamano).Miobjetivoesrastrearen1Dlapresiónalolargodelsensor,graciasalasmúltiplesáreasdepresión.

Séqueelcircuitoesmalo,maladinámica,etc.,peronecesitouncircuitomuycompactoybaratoquepuedaencontrarelvalordelasresistenciasR1aR4almedirlosvoltajesdesalidaatravésdeunADC.Laformamássencillaqueheencontradoesesta,dondecolocoresistenciasigualesRentrelatensióndetierra/potenciaycadaresistenciavariable.Deestamanera,puedomedirlosvoltajesdesalidaV0aV4yencontrarlasresistenciasmedianteunanálisisrápidodelcircuito.

Comoresultado,soloquieromedirlapresiónsintantoruidoparapoderconcluirsieltrabajoqueestoyhaciendorequieremásinversiónosiesinútildedicarlemástiempo.

Problema

LasresistenciasR1,R2,R3yR4sonvariables.Quierofiltrarlosvoltajesdesalida(V0aV4)yaquenovenunavariaciónenelvoltajemayorquelafrecuencianyquistdemiconvertidorADC.Puedomuestreara50kHz,peroenviarmisdatosalacomputadorallevatiempoynecesitofiltrarlasfrecuenciasporencimade500Hz.Paraestepropósito,megustaríausarunfiltropasivoparaeliminarlasfrecuenciasporencimade500Hzyluegousarunfiltrodigitalparaeliminartodoloqueestéporencimade500Hz.

Tengodosformasdehacerestefiltropasivo:

  1. EncontrarelRyelCcoincidentesquereduciránelimpactodelasresistenciasvariablesyelfiltrocercade500Hzencualquiercaso.CreoqueesproblemáticoyaqueR1aR4varíaneneltiempoysonunprocesoestocástico;
  2. EncontrarunaformadereduciralmáximolaimpedanciadesalidadecadasalidayusarunfiltroRCencascadaconcadasalida.Megustaríanousarunamplificadoroperacional;

AnálisisACdelcircuito

¿Puedoconsiderarelcircuitocomomúltiplesredesdedospuertosencascada(filtroRCsimple)?

Vdesmivoltajedealimentación,todaslasresistenciasRyelcondensadorCsoniguales.

Penséqueseríaposiblemodelarelcircuitodeestamanera,yaquelacargadelcondensadorprovocóeltransitorio.TengaencuentaquenoincluíV3yV4paraborrarelesquema,peroobviamentedeberíahacerlo.

¿Tiene alguna idea de cómo debo realizar el análisis de CA? ¿Cómo puedo encontrar el ancho de banda de cada salida Vx en respuesta al cambio de presión en cada sensor de presión Rx?

¿Cómo le digo a Spice que, digamos, R4 cambia entre la resistencia Rlow y Rhigh en una onda cuadrada que aumenta en frecuencia de 10 Hz a 10 MHz? ¡Muchas gracias por tu ayuda!

    
pregunta jujux789

2 respuestas

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Si está creando un filtro anti alias, deshágase de los componentes llamados R: no ayudan y también atenúan la señal en toda la banda base. Debe considerar varias secciones en cascada hechas de esta manera: -

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Elija un valor de R y C y realice un análisis de CA y, si las frecuencias de corte aún son demasiado altas, haga que R sea más grande hasta que no lo sea.

Por cierto, no es una buena forma de diseñar un filtro anti alias y, no será tan bueno como un par de filtros sallen-key de segundo orden hechos con amplificadores operacionales, pero no obstante, debería ser suficiente.

    
respondido por el Andy aka
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Tengo un problema relacionado con el análisis de CA de un circuito simple,   conteniendo resistencias variables.

Si las resistencias cambian con el tiempo, el sistema no es invariante en el tiempo .

Si la tasa de cambio de resistencia es muy lenta en comparación con la tasa de cambio de las señales de interés, el sistema es invariante casi en el tiempo y, dentro de los límites, se pueden utilizar técnicas de análisis de frecuencia LTI.

Sin embargo, si la tasa de cambio de resistencia no es muy lenta, el análisis de respuesta de frecuencia de CA estándar, que asume que el sistema es LTI, ya no es aplicable.

Consulte, por ejemplo, Filtrado de variante de tiempo para algunas consideraciones.

    
respondido por el Alfred Centauri

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