Disminución de \ $ V_ {in} \ $ en un filtro de paso alto debido al tipo de capacitor utilizado

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Observé un hecho extraño al usar un filtro de paso alto RC simple. Aquí está el circuito que utilicé. En \ $ CH1 \ $ medí \ $ V_ {out} \ $, mientras que en \ $ CH2 \ $ observé el valor de \ $ V_ {in} \ $.

Mantuve el generador de funciones en \ $ V_0 = 20V \ $ pk-pk (sinusoidal), y aumenté la frecuencia de \ $ 10 Hz \ $ a \ $ 10 ^ 4 Hz \ $ en pasos.

¡Lo extraño es que el voltaje en \ $ CH2 \ $ (que es \ $ V_ {in} \ $) disminuyó mientras la frecuencia aumentaba! Es decir, a baja frecuencia \ $ V_ {in} = V_0 = 20 V \ $ (pk-pk), pero luego disminuyó a \ $ 4.5V \ $ at \ $ 10 ^ 4 Hz \ $!

Sin embargo, el filtro parecía funcionar bien porque si graficaba las relaciones \ $ \ frac {Vout} {Vin} \ $ (con \ $ V_ {in} \ $ medido con osciloscopios, por lo tanto disminuyendo) vs frecuencia (en el registro escala) Obtengo la curva correcta, correspondiente a mi frecuencia de corte \ $ f = \ frac {1} {2 \ pi RC} \ $.

Obviamente haciendo una simulación en Multisim u otros simuladores, obtengo que \ $ V_ {in} = V_ {out} \ $ (además de pequeñas variaciones).

Luego traté de construir otro filtro con un capacitor diferente y no observé este extraño comportamiento, lo que me hace pensar que probablemente fue causado por el capacitor que usé.

Lo que me gustaría saber es si puede haber alguna explicación para este comportamiento del filtro que se deba a las características del capacitor utilizado.

    
pregunta Sørën

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A medida que aumenta la frecuencia, la impedancia del condensador disminuye y, a una frecuencia significativamente más alta que el punto natural de 3 dB (2605 Hz) del filtro, se podría argumentar que el condensador se convierte, en efecto, en un cortocircuito. por lo tanto, la salida de su generador de señal se cargará con la resistencia de 13 ohmios.

Si la impedancia de salida del generador de señal es de 50 ohmios, la resistencia de 13 ohmios que carga la salida reduciría la amplitud hasta el 20% del valor descargado. Por supuesto, esto agrega otro nivel de complejidad a las cosas, pero, al trazar la relación de Vout a Vin, no habrá una diferencia.

Reducir 4.7 uF a 100 nF significa que el punto de corte cuando Xc = 13 ohms es mucho mayor a 122 kHz pero vería el mismo efecto cuando se acercara a esta frecuencia más alta.

Idealmente, con un generador de señal de impedancia de 50 ohmios, para mantener el voltaje de entrada en gran parte constante a lo largo de la frecuencia, debería usar un valor mucho más alto para la resistencia de carga, es decir, algo como 1 kohm. Si esto se repitiera con el condensador de 100 nF, el punto de 3 dB sería casi el mismo que el original a 1591 Hz. La salida disminuiría ligeramente a frecuencias más altas y tendería a reducirse a un valor de aproximadamente el 95% de su valor de baja frecuencia.

    
respondido por el Andy aka

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