Почему мы используем конденсаторы в цепях дифференциатора и интегратора (содержащие операционные усилители), а не индукторы?

11

Одна из возможных причин, которые я знаю, состоит в том, что конденсаторы доступны в широком диапазоне значений и могут быть сделаны более точными, чем катушки индуктивности. Какой еще фактор приводит к использованию конденсаторов над индукторами?

абхишек тяги
источник
Рассматривали ли вы какие-либо принципиальные различия между индукторами и конденсаторами?
Самуил
5
Просто: чтобы поддерживать заряженный ток в индукторе, он должен продолжать течь, для этого без потери мощности последовательного сопротивления должно быть 0 Ом, это невозможно. Чтобы конденсатор оставался заряженным, необходимо поддерживать постоянное напряжение: просто, убедитесь, что оно не разряжается, чтобы предотвратить утечку. Сколько утекут реальные конденсаторы, если вы выберете правильный тип (например, керамический): не так много. Таким образом, конденсатор гораздо более практичен как интегратор.
Bimpelrekkie

Ответы:

18

Многие схемы требуют средних / высоких значений импеданса даже для умеренно низких частот, таких как аудио, и конденсатор, скажем, 10 нФ при 1 кГц, имеет импеданс 15,9 кОм. Индуктор, имеющий этот импеданс при 1 кГц, будет иметь значение 2,53 Генри.

Теперь это не маленькое значение, чтобы поместиться в пространство для компонента поверхностного монтажа. Это одна из причин, а следующая - это стоимость - попробуйте найти катушку 2,5 Генри в Farnell, Digikey или Mouser и посмотрите, сколько изменений у вас из доллара или фунта. 10 нф обойдется вам в пару копеек максимум.

Таким образом, он не маленький, и он не дешевый, и побочным эффектом его небольшого размера является то, что он будет обладать значительной паразитной емкостью (несколько пикофарад, если не больше), и это делает его менее чем идеальным. Я, конечно, не говорю, что колпачки идеальны, но они на пару порядков лучше, чем индуктор.

Также он будет иметь значительное сопротивление постоянному току, поскольку он сделан настолько малым, насколько это возможно. Это не будет хорошо работать с токами, как конденсатор, и ядро, вероятно, будет насыщаться.

Плохая идея - использовать конденсаторы.

Энди ака
источник
3
Стоит добавить: причина того, что катушка 2.5H стоит дорого, в том, что она огромна . Генри похожи на фарады: их производные единицы (мкФ, мкГ и т. Д.) Встречаются чаще, чем базовые единицы.
Сумерки -неактивно-
Кажется, стоит добавить: если бы мне понадобился огромный индуктор для фильтра (по любой причине), я бы использовал гиратор. en.wikipedia.org/wiki/Gyrator
Питер Смит
12

Вообще говоря, катушки индуктивности имеют гораздо большие потери, чем конденсаторы. Они намного больше отклоняются от идеальных моделей, которые люди изучают в колледже, и плохо определенным образом. Другими словами, схема, имеющая индукторы вместо колпачков, с большей вероятностью требует настройки.

Кроме того, индукторы, в зависимости от того, как они сконструированы, более склонны к сбору случайных полей, что означает больше ограничений компоновки печатной платы. Весь процесс от нарисованной вручную принципиальной схемы до работающей печатной платы более предсказуем, когда нет индукторов.

Наконец, если вам необходимо заменить деталь, у вас больше шансов иметь проблемы с индуктором, чем с крышкой, так как многие индукторы используют нестандартные следы.

аутистический
источник
1
+1 за упоминание о сборе случайных полей; особенно для точных схем экранирование катушки индуктивности намного сложнее, чем экранирование колпачка.
Лоренцо Донати - Codidact.org
1
+1 за "идеал" . Реальные конденсаторы больше похожи на идеальные, чем настоящие индукторы.
Ник Т
1

Обе катушки (индукторы) и конденсаторы дифференцируют или объединяют что-то по времени.

Я думаю, что почти в любом контексте активная цепь (с операционными усилителями или транзисторным усилителем) с индукторами будет стоить больше, чем эквивалентное количество конденсаторов. Для изготовления катушки требуется больше, чем для изготовления конденсатора.

Роберт Бристоу-Джонсон
источник
0

Можно было бы построить схемы интегратора или дифференциатора с использованием индукторов, но они бы интегрировали ток вместо напряжения.

Вам также понадобится усилитель тока (низкий входной импеданс, высокий выходной импеданс) вместо усилителя напряжения в этом случае. Их несколько непрактично строить.

Саймон Рихтер
источник