¿Son iguales las frecuencias de corte de los filtros de paso de banda y de parada de banda?

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Considere los dos filtros en la imagen

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

¿Son las frecuencias de corte (es decir, las dos frecuencias en las que \ $ V_ {out} = \ frac {1} {\ sqrt {2}} V_ {in} \ $) las mismas para los dos filtros? (¿Y por lo tanto también el ancho de banda es el mismo para los dos filtros?)

Creo que deberían ser iguales ya que en ambos casos la condición \ $ V_ {out} = \ frac {1} {\ sqrt {2}} V_ {in} \ $ se reduce a

$$ R ^ 2 = (\ omega L- \ frac {1} {\ omega C}) ^ 2 $$

Sin embargo, es extraño que haya una frecuencia en la que ambos \ $ V_ {out} \ $ s tomados en la resistencia y en la serie LC tengan el mismo valor \ $ \ frac {1} {\ sqrt {2}} V_ {in} \ $.

¿Esto no viola la ley de voltaje de Kirckoff? (En cualquier momento debe ser \ $ V_ {en} = V_ {R} + V_ {LC \ series} \ $ pero si \ $ V_ {R} = V_ {LC \ series} = \ frac {1} {\ sqrt {2}} V_ { en} \ $ entonces esto no es cierto).

    
pregunta Sørën

1 respuesta

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Aquí podemos aplicar las técnicas analíticas rápidas (FACT) y muestran que si reduce el voltaje de excitación \ $ V_ {in} \ $ a 0 V en su ejemplo (reemplace la fuente por un cortocircuito), la estructura permanece sin cambios, independientemente de donde observe \ $ V_ {out} \ $. Por lo tanto, el denominador \ $ D (s) \ $ es el mismo entre los dos esquemas que ha dibujado. El principio es siempre el mismo, observe el circuito para \ $ s = 0 \ $ primero y luego determine las constantes de tiempo que combinan los diversos elementos de almacenamiento de energía para formar el denominador \ $ D (s) \ $. Mire el siguiente esquema, es muy fácil de seguir:

Eldenominadorseobtienealensamblarlasconstantesdetiempodelasiguientemanera:

\$D(s)=1+s(\tau_1+\tau_2)+s^2(\tau_2\tau_{21})\$

Luegopuedesreorganizarlobajolaformacanónicaclásica

\$D(s)=1+\frac{s}{\omega_0Q}+(\frac{s}{\omega_0})^2\$

Elceroseobtienealobservarquécombinacióndeimpedanciapodríaconvertirseenunaanulacióndelcortocircuitotransformado\$V_{out}\$cuando\$s=s_z\$?Obviamente,estoocurrecuandolaimpedanciadelaseriehechade\$C_1\$y\$L_2\$seconvierteenuncortocircuitotransformado.Siresuelve\$Z_1(s)=0\$,entonces\$1+s^2L_1C_1=0\$ytieneinmediatamente\$\omega_{0N}=\frac{1}{\sqrt{L_1C_2}}\PSLafuncióndetransferenciafinalseproporcionaenlasiguientehojadeMathcadparaelfiltrodeparadadebanda:

Paraelfiltrodepasodebanda,yatenemos\$D(s)\$,porloquenoesnecesariovolveraderivarlo.Esmásfácildeslizarlaresistencia\$R_1\$yvolveradibujarelesquema.Estavez,elcondensador\$C_2\$colocaunpoloenelorigenybloqueadc.Paraobtenerelcero,podemosaplicarlaexpresióndelafuncióndetransferenciageneralizada

\$N(s)=H_0+s(H^1\tau_1+H^2\tau_2)+s^2H^{12}\tau_2\tau_{21}\$

Ennuestrocaso,\$H_0\$es0yaque\$C_2\$bloqueaeldc.Porlotanto,podemoscalcularlasgananciasrestantesconbastantefacilidadcomosemuestraacontinuación:

Unavezhechoesto,reúnalostérminoscalculadoscomosemuestraenlacapturadepantalladeMathcadacontinuación

Inclusoreorganicélafuncióndetransferenciaenunaformadebajaentropíaquemuestraunagananciade0dBenelpico.

LosFACTssonverdaderamenteunaexcelentemaneradederivarlasfuncionesdetransferenciadeunamanerarápidayeficiente.Muyamenudo,enparticularconloscircuitospasivos,lasexpresionespolinomialessepuedenformarporinspecciónsinescribirunasolalíneadeálgebra:simplementedibujepequeñosbocetosydeterminelostérminos\$a_i\$y\$b_i\$para\$N\$o\$D\$individualmente.Siveunerror,simplementecorrijaeltérminodeculpabilidadsinvolveraempezardesdecero.Porsupuesto,cuandoabordacircuitosconfuentesactivascomofuentesdecorrienteocontroladasporvoltaje,amenudonecesitarecurriraKVLyKCL,peroelresultadoobtenidosiempreseexpresaenunaformapolinómicasignificativayesfácildecorregirencasodeunerrortipográfico.sedetecta.SideseasabermássobreFACTs,echeunvistazoalseminarioimpartidoenAPEC2016

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pero también las numerosas funciones de transferencia derivadas del libro

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Cuando haces FACTs, no quieres volver:)

    
respondido por el Verbal Kint

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