Respuesta de frecuencia de la comprensión de la intuición del amplificador

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Estoy enfrentando un problema en la comprensión básica de la respuesta de frecuencia del amplificador. De acuerdo con esto aquí (mi libro de texto):

"Cada capacitor tiene una región de actividad en el dominio de la frecuencia, que comienza desde" donde sale del estado de circuito abierto "a" donde ingresa al estado de cortocircuito ". Es obvio que el circuito abierto y corto Los conceptos de circuito que se analizan aquí son relativos y se determinan en comparación con las impedancias adyacentes ".

y también dice:

"Cada condensador, incluidos el interno y el externo, contribuye a la función de transferencia del amplificador introduciendo un cero y un polo. En las frecuencias bajas, la región de actividad de cada condensador comienza con un cero y termina con un polo . "

y para alta frecuencia:

"La frecuencia a la que un capacitor interno sale del estado de circuito abierto es de hecho su polo, y su cero es donde entra en el estado de cortocircuito".

Lo que no entiendo es ¿cómo dice el autor que dice que para alta frecuencia el estado de circuito abierto es un polo y no un cero? ¿Cómo lo dice intuitivamente?

Si trato de pensar, veo la función A (s) y veo que en los polos A (s) se vuelve infinito y en los ceros A (s) se convierte en cero. ¿Cómo asocias el circuito abierto y el circuito corto con ya sea un polo y cero ?? También define la función de transferencia como (vea la imagen a continuación)

No lo entiendo, no es pole y cero -p i y -z i y no + p i y + z i . Es el mismo caso para la mayoría de los libros (también lo definen de esa manera). ¿Me estoy perdiendo algo aquí?

Estoy publicando la imagen de la página de mi libro de texto aquí:

    
pregunta

3 respuestas

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Shubham Cgawla, ¿sabes de dónde vienen los términos "cero" y "polo"? Ambos términos están relacionados con la variable de frecuencia compleja s (que es solo una teórica).

Por ejemplo, la transferencia de paso bajo de primer orden es H (s) = 1 / (1 + s / wo). Esta función tiene un polo (denominador cero) para s = -wo. Pero tenga en cuenta que esta es solo una consideración teórica (artificial) pura, porque nunca podemos producir una frecuencia "-wo" (no hay frecuencias negativas).

En cambio, para los análisis de frecuencia, simplemente configuramos s = jw y encontramos la magnitud de la expresión compleja [1 / (1 + jw / wo)]. Y, como resultado, obtenemos el resultado de que para w = wo la magnitud es 3dB por debajo de su máximo (en este caso: el máximo es "1"). Y esta declaración (frecuencia de corte en w = wo) es equivalente a decir "polo en w = wo".

Para un paso alto de RC simple, podemos aplicar consideraciones similares que llevan a un sistema "cero".

Resumen: los términos "polo" y "cero" se definen solo para la variable compleja s. Pero eso no significa que en w = wo la magnitud de tales funciones se vuelva cero o infinita en realidad. El concepto de polos y ceros es solo una buena herramienta para describir las propiedades de las redes dependientes de la frecuencia en el complejo dominio de la frecuencia.

EDIT (responda a la pregunta en negrita): Cita: La frecuencia a la cual un capacitor interno sale del estado de circuito abierto es de hecho su polo, y su cero es donde entra en el estado de cortocircuito ".

Creo que esta es una descripción bastante "problemática" y poco profesional. Tomemos, como ejemplo, nuevamente el paso bajo RC de primer orden. Para frecuencias muy bajas, la impedancia del capacitor es muy grande (teóricamente es infinita para DC). Por lo tanto, para algunos cálculos aproximados se podría aproximar como un circuito abierto. Escribir "... sale del estado de circuito abierto ..." significa que la impedancia capacitiva está en la región de transición entre "infinito" y los valores finitos que deben tenerse en cuenta. Se puede suponer que el autor se refiere a la frecuencia de esquina 3dB (que en el dominio de frecuencia compleja es equivalente a la frecuencia de polo).

    
respondido por el LvW
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Este es un ejemplo de un filtro RC de paso bajo y un filtro RC de paso alto: -

Susrespectivasrespuestasdefrecuenciason:-

En altas frecuencias, un capacitor comienza a actuar como un cortocircuito. Esto se debe a que Q = C.V y, por lo tanto, I = C.dv / dt. Esto significa que cuando dv / dt es alto, se obtiene más corriente, es decir, a frecuencias más altas, dv / dt es mayor, por lo que la impedancia del capacitor cae.

    
respondido por el Andy aka
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Shubham, ya que tu último comentario terminó en una pregunta, creo que todavía estás buscando más explicaciones. Aquí está mi intento. Voy a hacer referencia a los diagramas de Andy porque son buenos para entender lo que está pasando. Creo que sabes, porque no leerías este texto si no lo hicieras, que un condensador es un circuito abierto a 0 Hz y un corto en el infinito. En el ejemplo de paso bajo de Andy, probablemente pueda encontrar la función de transferencia Vo = Vi * 1 / (RCS + 1). Del mismo modo, el paso alto es Vi * RCS / (RCS + 1). Ambas funciones tienen un polo que se puede encontrar resolviendo (RCS + 1) = 0. El resultado es S = -1 / RC. Además, el paso bajo tiene un cero en el infinito. Usted ve esto tomando el límite cuando S va al infinito. Es la interacción del polo en -1 / RC y el cero en el infinito que dan la forma de paso bajo. El paso alto tiene un cero en 0, debido a RCS en el numerador. La interacción de este cero con el polo da la forma de paso alto.

Puede que te ayude a mirar la solución gráfica. Intentaré describir cómo hacer esto para el caso del paso alto. En el plano complejo, dibuja vectores de los polos y ceros a la frecuencia en el eje jw positivo. Luego divide la longitud desde el polo hasta la longitud desde el cero. En 0, esto es fácil porque la longitud desde el cero es cero y el resultado es 0. Ahora, si seleccionamos 1 / RC en el eje jw, la longitud desde el cero es 1 / RC y la longitud del vector desde el polo es raíz 2 veces 1 / RC. La división da 0.707, por lo que la función está en -3db. Si dibuja los vectores a frecuencias muy altas, sus longitudes comienzan a parecer iguales. Así que en altas frecuencias la ganancia se acerca a uno.

Así que creo que la respuesta es que los polos son negativos. Los polos no están donde el capacitor está abierto o corto. Los polos son donde S = -1 / RC y esto ocurre en algún lugar entre donde el capacitor se ve abierto o corto.

    
respondido por el owg60

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