circuito integrador RC: ¿puede un producto RC alto realmente igualar aproximadamente a Vin / R?

1

Esta pregunta está muy relacionada con ¿Por qué R y C tienen que ser pequeñas para el circuito del diferenciador preguntado anteriormente.

En la página 26 de Art Of Electronics, 2ª edición, el libro dice que si logramos mantener \ $ V \ $ mucho menos que \ $ V_ {in} \ $, al mantener el producto \ $ RC \ $ grande, entonces.

$$ C {dV \ over dt} $$

es aproximadamente igual a

$$ V_ {en} \ sobre R $$

La ecuación original, antes de la simplificación, es

$$ I = C {dV \ over dt} = {{V_ {in} - V} \ over R} $$

¿Por qué esto es así? O, ¿Por qué debemos administrar una relación de \ $ V \ $ y \ $ V_ {in} \ $ haciendo malabares con \ $ R \ $ y \ $ C \ $.

Sé que \ $ RC \ $ es la constante de tiempo. Sospecho que si lo haces lo suficientemente largo, \ $ V \ $ siempre puede ser menor que \ $ V_ {in} \ $ dado algo de \ $ dV \ over dt \ $. Si es así, veo la simplificación anterior.

Sin embargo, si amplío la ecuación original, no la estoy viendo matemáticamente.

$$ I = C {dV \ over dt} = {{V_ {in} \ over R} - {V \ over R}} $$

Sí, si haces \ $ R \ $ lo suficientemente grande, \ $ V \ sobre R \ $ será insignificante, pero no será \ $ V_ {en} \ sobre R \ $ estar cerca de ser insignificante también ? Es siempre el caso de que \ $ V \ $ sea menor que \ $ V_ {in} \ $. Si es así, veo la simplificación anterior.

    

4 respuestas

0

Una constante de tiempo grande (un gran valor de RC), significa que V nunca crecerá en relación con Vin (eventualmente, por supuesto, pero nos estamos aproximando).

Otra forma de expresarlo es que la corriente a través de la resistencia es relativamente constante porque V no está cambiando, y esto se logra haciendo que R o C (o ambas) sean grandes.

Imagine una resistencia que carga un capacitor "infinito", el voltaje en el capacitor sería constante. De manera similar, si la resistencia es infinita, el voltaje tampoco cambia. Ahora, obviamente, ninguno de estos casos es útil, V necesita cambiar al menos un poco para ser útil, pero espero que eso le ayude a ver de dónde proviene la aproximación.

    
respondido por el mbrig
0

Creo que el libro alude a algo como esto: -

Aquítenemosuncondensadorqueseestácargandodesdeunaondacuadradaatravésdeunaresistenciaenserie.Pareceunaformadeondatriangular(esdecir,loqueproduciríaunintegradorconlamismaondacuadrada)perosipermitieraqueelcondensadorsecarguemástiempo(esdecir,disminuyalafrecuenciadelaondacuadrada)obtendríaunacargaexponencialmásobvia/formadeondadedescarga.

SiVoutsolocambiaunpoco(porquelafrecuenciaessignificativamentemásaltaoRoCaumentasignificativamente),entonceslaformadeondasepareceríamásaunafuncióndeintegración.Vealastresopcionesligeramenteexageradasacontinuación:-

    
respondido por el Andy aka
0

Si lees la sección 1.14 Diferenciadores (2ª edición) o 1.4.3 (3ª edición), podrías entender un poco más de lo que dicen los autores.

La idea detrás de esto es que quieres que V se extinga más rápido que Vin.

$$ \ frac {dV} {dt} = \ frac {V_ {in}} {RC} - \ frac {V} {RC} $$

Entonces, si RC es grande, entonces ambos términos \ $ \ frac {V_ {in}} {RC} \ $ y \ $ \ frac {V} {RC} \ $ disminuyen de valor.

Pero si V < < Vin, ahora V será mucho más pequeño que Vin.

Y lo que te queda es una expresión que es proporcional a la integral de Vin y no a Vin - V.

    
respondido por el efox29
0

Lo explicaré matemáticamente, en realidad es bastante sencillo.

Primero mueve la R al lado izquierdo para que obtengas $$ RC \ frac {dV} {dt} = V_ {in} -V $$

Ahora si \ $ RC \ $ es muy grande, significa que \ $ V_ {in} -V \ $ también es muy grande, ¿verdad? Entonces, ¿qué significa eso para \ $ V \ $ en relación a \ $ V_ {en} \ $? Por ejemplo Si te digo que A-B es muy grande, eso significa que B es muy pequeño en comparación con A, ¿verdad? De forma similar, si RC es grande, podemos asumir que \ $ V < < V_ {in} \ $, y luego obtenemos la aproximación de un integrador. Se puede usar una explicación similar para el diferenciador. Dado que el operador de diferenciación es lineal, entonces $$ \ frac {d} {dt} (V_ {in} -V) = \ frac {dV_ {in}} {dt} - \ frac {dV} {dt} $$ y continúa desde allí utilizando argumentos similares a los anteriores.

    
respondido por el eenn

Lea otras preguntas en las etiquetas