Quale è meglio come divisore di tensione: resistivo, capacitivo, filtro passa basso, ...?


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Esistono diversi tipi di attenuatori di tensione per i segnali CA ( una breve spiegazione è qui ). Il più noto è resistivo. Sono disponibili altri filtri capacitivi, induttivi o passa-basso (i passaggi bassi possono includere molti modelli, compresi quelli passivi o attivi. Grazie ad Andy Aka che ha fornito un ottimo collegamento con essi in un altro thread). So che chiedere quale è meglio (specialmente per le alte frequenze) non è una buona domanda e la risposta è: "Dipende".

Quello che voglio sapere sono i loro vantaggi e svantaggi che possono portare a una conclusione per la scelta del miglior design.


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Ancora una volta, dipende da cosa stai cercando di ottenere. Se vuoi effetti costanti su tutto lo spettro delle frequenze, sono necessari resistori. Se è necessario che l'output disponga di funzionalità della derivata o integrale dell'input, sono necessari condensatori e / o induttori. Non ci sono vantaggi o svantaggi associati agli elementi ideali del circuito passivo. Fanno quello che ti serve o no.
Scott Seidman,

Sì, è corretto, ma nel link a Wikipedia che ho fornito nella domanda, si dice che per le frequenze più alte un elemento capacitivo dovrebbe essere aggiunto al design. Perché ne abbiamo bisogno?
Agosto

Per compensare gli effetti del carico. La natura del carico è una di quelle variabili che vanno nella colonna "cosa stai cercando di ottenere".
Scott Seidman,

Risposte:


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Esistono fondamentalmente due tipi di attenuatori che prenderei in considerazione e questi possono essere combinati in un paio di modi: -

inserisci qui la descrizione dell'immagine

  • (A) viene utilizzato perché offre semplicità con la possibilità di progettarlo per adattarsi alla fonte guida e a cosa si interfaccia (tocco centrale).
  • (B) viene utilizzato quando si desidera "ridimensionare" una tensione CA senza preoccuparsi dei livelli CC, ma per funzionare ragionevolmente a basse frequenze, le capacità necessitano di valori maggiori rispetto ai segnali RF.
  • (C) è una combinazione di A e B e offre un'ampia gamma di frequenze di attenuazione costante da DC a RF
  • (D) Ho usato una volta per monitorare l'uscita di un alimentatore in corrente continua ad alta tensione - l'elemento principale principale della parte resistiva del divisore era decine di Mohm e per le sue dimensioni e la vicinanza ai circuiti di commutazione ad alta tensione raccolti molto di rumore. L'aggiunta di tappi nello stesso rapporto di impedenza dei resistori era un inizio, ma il potenziale per alte correnti attraverso i condensatori era una preoccupazione, quindi i resistori sono stati aggiunti in serie. Dato che il partitore di tensione era usato come parte di un elemento di retroazione che controllava l'alta tensione, dovevo assicurarmi che ciò che veniva misurato fosse tradotto accuratamente, altrimenti si potevano verificare instabilità e a 50kV non aveva bisogno di molta instabilità per distruggere i circuiti. I resistori extra in serie con ciascun cappuccio servivano anche a limitare le correnti nell'amplificatore operazionale a cui era collegata la "presa centrale".

Questa è solo un'istantanea di probabilmente molte più tecniche.


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Gli attenuatori di tensione resistivi sono sicuramente i più utilizzati in quanto il loro rapporto di attenuazione non cambia con la frequenza. Allo stesso modo, la corrente che assorbono dalla sorgente di tensione non cambia con la frequenza.

In alcuni casi, è necessario aggiungere un condensatore in parallelo a uno dei resistori per compensare la presenza di un altro condensatore indesiderato in parallelo all'altro resistore.

Questo è ciò che accade con le sonde dell'oscilloscopio. Negli schemi seguenti, R2 e C1 rappresentano l'ingresso dell'oscilloscopio. La sonda stessa comprende la resistenza R1 e il condensatore C2. C2 è qui per compensare gli effetti di C1 (e deve essere regolato prima dell'uso). La compensazione deve avere una curva di risposta in frequenza piatta.

schematico

simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab

In alcuni casi molto speciali, è possibile utilizzare un attenuatore capacitivo. Ad esempio, si desidera ottenere una piccola tensione dalla tensione principale, con una corrente non così piccola, e allo stesso tempo non si vuole dissipare molta potenza. Questo può funzionare perché la frequenza è costante qui (50 o 60 Hz, a seconda di dove vivi).


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E non possiamo dimenticare le reti di condensatori commutati (una leggera variante su una rete di soli condensatori) che sono lo standard in qualsiasi moderno design di chip analogico. Hanno una densità areale di gran lunga superiore e si adattano a una qualsiasi delle alternative.

Ovviamente questo sta tradendo un po 'perché sotto la teoria della trasformazione Z, un cappuccio commutato È un resistore.

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