Какой из них лучше в качестве делителя напряжения: резистивный, емкостный, фильтр нижних частот,…?


10

Существуют различные типы аттенюаторов напряжения для сигналов переменного тока ( краткое объяснение здесь ). Наиболее известным является резистивный. Доступны и другие, такие как емкостные, индуктивные или низкочастотные фильтры (Низкочастотные фильтры могут включать в себя множество конструкций, включая пассивные или активные. Спасибо Энди Аке, который предоставил очень хорошую ссылку на них в другом потоке). Я знаю, спрашивать, какой из них лучше (особенно для высоких частот), не очень хороший вопрос, и ответ: «Это зависит».

Что я хочу знать, так это их преимущества и недостатки, которые могут привести к выводу о выборе лучшего дизайна.


2
Еще раз, это зависит от того, чего вы пытаетесь достичь. Если вы хотите, чтобы эффекты были постоянными по всему частотному спектру, необходимы резисторы. Если вы хотите, чтобы ваш выход имел характеристики производной или интегральной части входа, необходимы конденсаторы и / или катушки индуктивности. Нет никаких преимуществ или недостатков, связанных с идеальными элементами пассивной цепи. Они делают то, что вам нужно, или не делают.
Скотт Сейдман

Да, это верно, но в ссылке на Википедию, которую я привел в вопросе, говорится, что для более высоких частот в конструкцию должен быть добавлен емкостной элемент. Зачем нам это нужно?
августа

Чтобы компенсировать влияние нагрузки. Характер нагрузки является одной из тех переменных, которые входят в столбец «что вы пытаетесь достичь».
Скотт Сейдман

Ответы:


11

Существует два типа аттенюаторов, которые я бы рассмотрел, и их можно объединить несколькими способами:

введите описание изображения здесь

  • (A) используется, потому что он предлагает простоту с возможностью спроектировать его в соответствии с источником движения и тем, с чем он взаимодействует (центральный отвод).
  • (B) используется, когда вы хотите «уменьшить» напряжение переменного тока, не заботясь об уровнях постоянного тока, но для его разумной работы на низких частотах емкости необходимо большее значение, чем для радиочастотных сигналов.
  • (C) представляет собой комбинацию A и B и предоставляет вам широкий частотный диапазон постоянного затухания от постоянного тока до радиочастотного.
  • (D) Я использовал один раз для контроля выходной мощности высоковольтного источника постоянного тока - главный верхний элемент резистивной части делителя составлял десятки МОм, и из-за его размера и близости к высоковольтным коммутационным цепям сильно поднялся шума. Добавление крышек в том же соотношении сопротивлений, что и у резисторов, было началом, но потенциал для больших токов через конденсаторы вызывал беспокойство, поэтому резисторы добавлялись последовательно. Поскольку делитель напряжения использовался как часть элемента обратной связи, управляющего высоким напряжением, я должен был убедиться, что измеренное значение было переведено точно, иначе может возникнуть нестабильность, и при 50 кВ ему не нужно много нестабильности для разрушения цепей. Дополнительные резисторы, включенные последовательно с каждой крышкой, также служили для ограничения токов в операционном усилителе, к которому подключен «центральный отвод».

Это просто снимок, вероятно, еще многих методов.


6

Определенно, наиболее часто используются резистивные аттенюаторы напряжения, поскольку их коэффициент ослабления не изменяется с частотой. Точно так же ток, который они поглощают от источника напряжения, не изменяется с частотой.

В некоторых случаях вам необходимо добавить конденсатор параллельно одному из резисторов, чтобы компенсировать наличие другого нежелательного конденсатора параллельно другому резистору.

Это то, что происходит с зондами осциллографа. На схемах ниже R2 и C1 представляют вход осциллографа. Сам зонд содержит резистор R1 и конденсатор C2. C2 здесь, чтобы компенсировать эффекты C1 (и должен быть отрегулирован перед использованием). Компенсация должна иметь плоскую кривую частотной характеристики.

схематический

смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab

В некоторых особых случаях вы можете использовать емкостный аттенюатор. Например, вы хотите получить небольшое напряжение от основного напряжения с небольшим током, и в то же время вы не хотите рассеивать много энергии. Это может работать, потому что частота здесь постоянна (50 или 60 Гц, в зависимости от того, где вы живете).


1

И мы не можем забывать о коммутируемых конденсаторных сетях (небольшой вариант в сети только с конденсаторами), которые являются стандартом в любой современной конструкции аналоговых чипов. Они имеют гораздо более высокую плотность записи и соответствуют любой из альтернатив.

Конечно , это обман немного , потому что в соответствии с теорией Z преобразования, переключаемая колпачок IS резистор.

Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.