¿Cuál es la función de transferencia para un filtro de paso alto activo de primer orden?

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¿Cuál es la función de transferencia para el siguiente circuito?

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Dado que el amplificador operacional tiene ganancia unitaria, la función de transferencia debe ser la misma que un filtro pasivo de paso alto RC.

Esto se puede encontrar calculando el voltaje en \ $ R \ $ usando la regla de divisor potencial, en el \ $ s \ $ dominio:

La impedancia de un capacitor en el dominio S es \ $ \ frac {1} {sC} \ $, por lo que la función de transferencia es:

$$ H (s) = \ frac {R} {R + \ frac {1} {sC}} $$

En forma estándar esto es:

$$ H (s) = \ frac {RCs} {RCs + 1} $$

$$ H (s) = RC * s * \ frac {1} {RCs + 1} $$

Ganancia de CC: \ $ 20log (RC) \ $ dB

Ganancia debida a un solo cero en el origen: \ $ 20log (\ omega) \ $ dB; Argumento: \ $ 90 ^ o \ $

Ganancia por polo:

  • en frecuencias altas: \ $ - 20log (RC \ omega) = -20log (RC) -20log (\ omega) \ $ dB
  • a bajas frecuencias: \ $ 20log (1) = 0 \ $ dB
  • con frecuencia de esquina: \ $ \ frac {1} {RC} \ $

Argumento (fase) debido al polo: \ $ - tan ^ {- 1} (RC \ omega) \ $

Así que la ganancia completa es:

  • \ $ para \: \ omega > > \ frac {1} {RC} \ $

\ $ | H (j \ omega) | = 0 \ $ dB

  • \ $ para \: \ omega < < \ frac {1} {RC} \ $

\ $ | H (j \ omega) | = 20log (\ omega) + 20log (RC) \ $ dB

Respuesta de fase completa:

\ $ \ angle H (j \ omega) = 90-tan ^ {- 1} (RC \ omega) \ $

Sin embargo, en mis notas de clase dice que la función de transferencia para el circuito anterior es:

$$ H (s) = \ frac {s} {1 + sCR} $$

Sin ninguna derivación.

¿Cuál es el correcto?

    
pregunta Blue7

1 respuesta

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Su expresión para \ $ H (s) \ $ es correcta:

$$ H (s) = \ frac {RCs} {1 + RCs} $$

donde \ $ \ tau = RC \ $ es la constante de tiempo del filtro de paso alto. Las características más importantes de esta función de transferencia son la ubicación del polo (\ $ s _ {\ infty} = - 1 / RC \ $) y la ubicación del cero (\ $ s_0 = 0 \ $). Tenga en cuenta que la ubicación del polo y el cero es, por supuesto, la misma para la función de transferencia en sus notas de clase. Sin embargo, el factor de ganancia en tus notas es incorrecto. La consecuencia de esto es que para \ $ s \ rightarrow \ infty \ $ (es decir, para frecuencias muy altas) su función de transferencia converge a la ganancia unitaria, mientras que la de sus notas converge a \ $ 1 / RC \ $.

    
respondido por el Matt L.