Làm thế nào để tôi tính toán giá trị chính xác cho một khối tụ điện DC?

Các giá trị tụ điện có quan trọng đối với một khối tụ điện DC không?

Tôi cần một khối DC để chuyển đổi tín hiệu ban đầu là 1,98 V _pp (1 kHz đến 100 kHz) với điện áp nằm trong khoảng từ 0 đến +1,98 V:

Đối với tín hiệu là 1,98 V _pp (1 kHz đến 100 kHz) với điện áp nằm trong khoảng từ -0,99 V đến +0,99 V:

Điều gì sẽ là giá trị thích hợp nhất cho trường hợp của tôi? Và tại sao?

capacitor

— VF35468
nguồn

Vâng, giá trị là quan trọng. Tụ điện (cùng với các thành phần khác) tạo ra bộ lọc thông cao để chặn DC và bạn cần tần số góc của bộ lọc nằm dưới tần số thấp nhất của tín hiệu. Tuy nhiên, bạn cần hiển thị mạch của mình để bất kỳ ai giúp bạn xác định giá trị chính xác.

— Null

Nếu bạn muốn sử dụng tụ điện làm phần tử chặn DC (nghĩa là nối tiếp với nguồn tín hiệu), bạn nên chọn giá trị điện dung của nó theo:

Tần số tín hiệu AC f ;
Req kháng tương đương nhìn thấy từ "NODE A" (xem hình bên dưới) đến GND.

sơ đồ

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Lý do tại sao mà? Như một người khác đã đặt nó, vai trò của tụ điện là thực hiện bộ lọc thông cao , nghĩa là các thành phần tần số cao được truyền và các bộ tần số thấp (như DC) bị chặn.

f_{- 3 d B} = = \frac{1}{2 π C R_{e q}}

$f_{-3dB}=\frac{1}{2 \pi C R_{eq} }$

Một cách tốt để hiểu điều này là xem xét cách thức chế tạo tụ điện: về cơ bản, có hai tấm dẫn điện được ngăn cách bởi một lớp điện môi. Thật đơn giản để tìm ra rằng dòng điện một chiều sẽ không bao giờ chạy qua nó ... Thay vào đó, dòng điện qua tụ điện là có thể nếu điện áp trên nó thay đổi theo thời gian (và đó là trường hợp cho tín hiệu tần số cao hơn). Một cách thô bạo, tần số và giá trị điện dung càng cao thì dòng tụ càng lớn, do đó khả năng chặn tín hiệu càng nhỏ.

— Không phải là một con số
nguồn

Tại sao phải triển khai Bộ lọc High-Pass? Một tụ điện duy nhất như là một phần tử chặn DC là không tốt? Nếu tôi hiểu chính xác, HPF làm giảm tần số dưới tần số cắt và thành phần DC là 0Hz, nghĩa là nó sẽ bị loại bỏ trong bất kỳ bộ lọc thông cao nào, bất kể tần số cắt, phải không? Tôi muốn "Giảm" giá trị của điện áp hình sin, từ 0 đến 1,98V xuống -0,99V đến + 0,99V. Đây có phải là -0,99V thành phần DC không?

— VF35468

Ok hiểu rồi :) bạn đã đúng khi nói rằng bất kỳ tụ điện nào cũng chặn DC (và đó là những gì tôi đã chỉ ra trong câu trả lời của mình). Tuy nhiên, bạn sẽ không gặp vấn đề chỉ khi bạn đo đầu ra KHÔNG CÓ LOẠI (nghĩa là với điện trở vô hạn ----> tần số cắt không). Tuy nhiên, nếu bạn đang lái xe một tải thực bạn có một sức đề kháng hữu hạn có thể làm cho tần số cắt tăng ..... và bạn muốn không muốn giết sin 1kHz của bạn ..

— NotANumber

Vì vậy, giả sử rằng nếu bạn có trở kháng tải vô hạn, thì ... không cần phải lo lắng về giá trị tụ điện: ngay cả 1pF cũng sẽ hoạt động tốt mà không làm giảm tín hiệu AC của bạn. Tuy nhiên, sự hiện diện của tải (có muốn hay không) làm cho mọi thứ trở nên phức tạp hơn một chút

— NotANumber 14/2/2017

Được rồi, tôi hiểu tần số cắt, nhưng chính xác thành phần DC trong sóng hình sin ban đầu của tôi (0 đến 1,98V) là gì? Tụ điện loại bỏ thành phần DC, tức là "Giảm" 0,99V khỏi biên độ ban đầu. Làm thế nào chính xác tụ điện chọn 0,99V, chính xác bằng một nửa biên độ và biến đổi tín hiệu thành 2 phần, dương (+ 0,99V) và âm (-0,99V)?

— VF35468

Thành phần DC là giá trị trung bình thời gian của tín hiệu, vì vậy 0,99V. Bất kỳ tín hiệu năng lượng hữu hạn nào cũng có thể được biểu diễn dưới dạng tổng của một số dao động hình sin và cosinoid (chuỗi Fourier / tích phân). Bạn bắt đầu từ 0Hz + 1kHz ... như tôi đã chỉ ra tụ điện là một MẠCH MỞ cho DC, vì vậy không có dòng điện không đổi sẽ chạy qua tải khiến điện áp không đổi xuất hiện. Do đó, chỉ các tín hiệu thay đổi thời gian có thể được quan sát tại nút A. Điều này là do vật lý cơ bản, tức là phản chiếu điện tích ở các bản tụ điện

— NotANumber

Tụ điện chặn DC hoạt động như một bộ lọc thông cao khi kết hợp với trở kháng nguồn (sê-ri) và trở kháng tải (song song). Sử dụng các điện trở này và tần số quan tâm của bạn để chọn giá trị tụ điện.

— ngòi nổ
nguồn