Как рассчитать правильное значение для блока конденсатора постоянного тока?

Значения конденсатора важны для блока конденсатора постоянного тока?

Мне нужен блок DC для преобразования начального сигнала 1,98 В _pp (от 1 кГц до 100 кГц) с напряжением в диапазоне от 0 до +1,98 В:

Для сигнала 1,98 В _pp (от 1 кГц до 100 кГц) при напряжении в диапазоне от -0,99 В до +0,99 В:

Что будет наиболее подходящим значением для моего случая? И почему?

capacitor VF35468
источник

Да, ценность важна. Конденсатор (наряду с другими компонентами) создает фильтр верхних частот, чтобы блокировать постоянный ток, и вам необходимо, чтобы угловая частота фильтра была ниже самой низкой частоты вашего сигнала. Тем не менее, вы должны показать свою схему, чтобы кто-нибудь помог вам определить правильное значение.

Ноль

Если вы хотите использовать конденсатор в качестве элемента, блокирующего постоянный ток (то есть последовательно с источником сигнала), вы должны выбрать его значение емкости в соответствии с:

Частота переменного сигнала f ;
Эквивалентное Сопротивление Req видно из «УЗЕЛ A» (см. Рисунок ниже) для GND.

схематический

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Почему так? Как уже сказал кто-то другой, роль конденсатора заключается в реализации фильтра верхних частот, что означает, что высокочастотные компоненты пропущены, а низкочастотные (например, DC) заблокированы.

К сожалению, эта фильтрация не ограничивается компонентом постоянного тока (0 Гц), так как в большинстве случаев у вас есть нагрузка конечного значения для привода (сопротивление Req на схеме), поэтому низкочастотные компоненты переменного тока будут в некоторой степени ослаблены. Помните, что частота -3 дБ RC-фильтра (верхних или нижних частот): . Это означает, что на этой частоте ваш сигнал ослабляется на 3 дБ (а на более низких частотах ослабление будет еще сильнее). Поэтому значение конденсатора должно быть выбрано достаточно большим, чтобы не обрезать интересующую низкочастотную составляющую (1 кГц в вашем примере). Другими словами, вы должны получить частоту -3 дБ, достаточно низкую, чем 1 кГц.

f_{- 3 d B} = \frac{1}{2 π C R_{e q}}

$f_{-3dB}=\frac{1}{2 \pi C R_{eq} }$ , так что эта частота не слишком ослаблена.

Хороший способ понять это состоит в том, чтобы рассмотреть, как построен конденсатор: в основном, есть две проводящие пластины, разделенные диэлектриком. Легко понять, что постоянный ток никогда не протекает через него ... Скорее, ток через конденсатор возможен, если напряжение на нем меняется со временем (и это имеет место для сигналов более высокой частоты). Примерно, чем выше частота и значение емкости , тем больше ток конденсатора, тем меньше способность блокирования сигнала.

NotANumber
источник

Зачем внедрять фильтр высоких частот? А только конденсатор в качестве элемента блокировки постоянного тока не годится? Если я правильно понимаю, HPF ослабляет частоты, которые ниже частоты среза, а компонент постоянного тока равен 0 Гц, то есть он будет удален в любом фильтре верхних частот, независимо от частоты среза, верно? Я хочу «уменьшить» значение синусоидального напряжения с 0 до 1,98 В до -0,99 В до + 0,99 В. Является ли это -0,99 В компонентом постоянного тока?

VF35468

Хорошо, понял :) Вы правы, говоря, что любой конденсатор блокирует постоянный ток (и это то, что я указал в своем ответе). Однако у вас не будет проблем, только если вы измеряете выходной сигнал без нагрузки (т. Е. С бесконечным сопротивлением ----> нулевой частотой среза). Однако, если вы управляете реальной нагрузкой, у вас есть конечное сопротивление, которое может привести к увеличению частоты среза ..... и вы не захотите убивать свою синусоиду 1

кГц

Итак ... допустим, что если у вас бесконечный импеданс нагрузки, ну ... не нужно беспокоиться о значении конденсатора: даже 1 пФ будет нормально работать без ухудшения вашего сигнала переменного тока. Тем не менее, наличие нагрузки (было это желательно или нет) делает все немного сложнее

NotANumber

Хорошо, я понимаю частоту среза, но что именно является компонентом постоянного тока в моей начальной синусоиде (от 0 до 1,98 В)? Конденсатор удаляет компонент постоянного тока, то есть «уменьшает» 0,99 В от начальной амплитуды. Как именно конденсатор выбирает 0,99 В, что составляет ровно половину амплитуды, и преобразует сигнал в 2 части, положительную (+ 0,99 В) и отрицательную (-0,99 В)?

VF35468

Компонент DC является средним по времени значением сигнала, поэтому 0,99 В. Любой сигнал конечной энергии может быть представлен в виде суммы нескольких синусоидальных и косинусоидальных колебаний (ряд Фурье / интеграл). Вы начинаете с 0 Гц + 1 кГц ... как я уже говорил, конденсатор является ОТКРЫТОЙ ЦЕПЕЙ для постоянного тока, поэтому постоянный ток не будет протекать через нагрузку, вызывая постоянное напряжение. Следовательно, в узле А. могут наблюдаться только изменяющиеся во времени сигналы. Это связано с базовой физикой, т.

Е.

Как рассчитать правильное значение для блока конденсатора постоянного тока?

Ответы: