Uso de resistor de 100K ohm junto com capacitor de 0,1uF?


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No diagrama de circuito abaixo, por que existe um resistor de 100KΩ ( NÃO R2 ) conectado ao capacitor? Para meu entendimento, o capacitor-resistor age como um filtro passa-alto para bloquear o deslocamento CC do microfone, mas como apenas o capacitor bloqueia o CC, por que o resistor de 100k é usado? Segundo o autor do vídeo (link abaixo), ele disse que o 100k é usado "para não sobrecarregar a saída não amplificada do microfone". Eu não entendo essa parte.

Além disso, somente um capacitor pode ser usado neste circuito ou em qualquer outro circuito sem o resistor de 100k?

Tutorial de filtro passivo de alta frequência RC! Circuito simples de microfone e alto-falante


Basicamente, a mesma pergunta, mas para um amplificador inversor, está em electronics.stackexchange.com/questions/93496/…
Fizz

Respostas:


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O resistor existe para fornecer um caminho CC para a corrente de polarização de entrada do opamp.

Normalmente, é selecionado para ser o mesmo que a resistência CC conectada à outra entrada, para que a corrente de polarização não produza um desvio de tensão na saída do opamp. Porém, neste caso, a resistência DC efetiva na entrada inversora é de apenas 1k || 100k = 990Ω, de modo que esse benefício não é obtido aqui.

Também é selecionado para ser alto o suficiente para não afetar a resposta de freqüência do circuito como um todo (em conjunto com o capacitor de bloqueio CC). Nesse caso, 0,1 µF e 100 kΩ têm uma frequência de canto de

12πRC=15.9Hz

Isso significa que, para frequências acima desse valor, o resistor não terá efeito no sinal CA, mas haverá um rolloff (perda de amplitude) abaixo dessa frequência. Esse efeito de "carregamento" é provavelmente o que o autor do vídeo estava se referindo.


Posso perguntar como afeta a resposta em frequência do circuito? De que maneira é "alto o suficiente"?
thexeno

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Veja a edição acima. Você pode ver que, à medida que o valor de R aumenta, a frequência de canto é reduzida. Você só precisa decidir qual frequência de canto é "baixa o suficiente".
Dave Tweed

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Vale a pena notar que, em termos de ser selected to be the same as the DC resistance connected to the other input, falha miseravelmente, uma vez que a resistência DC à entrada inversora é de 990Ω. Nesse caso, posso apenas assumir que ele foi escolhido simplesmente para evitar carregar demais a saída do microfone ou porque o circuito já tinha algumas partes de 100K 100.
Connor Lobo

Eu acho que a resposta seria mais completa se você abordasse os efeitos no circuito de remover esse resistor.
Nicolas Holthaus

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@NicolasHolthaus: Ah, assim, nesse caso, o LM324 mostrado nas utilizações esquemáticas de uma etapa de entrada Darlington de PNP, o que significa que a corrente de polarização é proveniente fora dos pinos de entrada. Sem um caminho CC para isso, a extremidade direita do capacitor será carregada para quase + 9V, e a saída do opamp ficará saturada o máximo que puder na direção positiva.
Dave Tweed

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A resposta de Dave Tweed é excelente sobre os fatos (e por isso eu a votei). Como essa é basicamente uma pergunta para iniciantes que é abordada / respondida na maioria dos livros de introdução à eletrônica, talvez exista um adendo: como descobrir (ou convencer-se) ... usando o SPICE!

Estou usando um opamp diferente, o NE5532, que provavelmente possui correntes de viés mais altas, mas que é comumente usado em áudio. Caso contrário, o circuito é basicamente o mesmo, exceto que também sabiamente eu adicionei um limite de saída ... o que não é uma má idéia, como você deve saber abaixo: insira a descrição da imagem aqui

Há cerca de -5V de polarização DC na saída (antes da tampa). E estes se originam da amplificação da tensão de polarização de entrada (cerca de -50mV) causada na entrada pela corrente que flui através do resistor de polarização de entrada positiva R10. Agora observe o que acontece quando aumentamos esse resistor R10 para 100Mohm (ou removemos completamente).insira a descrição da imagem aqui

A saída entra em saturação; temos uma dica de por que isso aconteceu devido à tensão de compensação de entrada também é muito maior do que antes (cerca de -200mV em vez de -50mV).

Você também pode fazer uma varredura paramétrica de alguns valores para R10, neste caso 50K, 100K, 150, 200K, o que é suficiente para causar saturação de saída com o NE5532.insira a descrição da imagem aqui

E se você estiver curioso em eliminar (o máximo possível, na prática, não será perfeito) a tensão de compensação, será necessário adicionar outro resistor (R3 = R10) para corresponder aproximadamente às correntes de entrada. Isso é relevante apenas se você deseja viver sem o limite de saída, como o circuito da pergunta tenta fazer. Mas isso é basicamente outro tópico, que é o assunto de uma pergunta diferente aqui.)insira a descrição da imagem aqui

Por fim, carreguei o código-fonte de um dos circuitos acima (muito semelhantes) acima, ou seja, o terceiro / paramétrico, para que você (iniciantes) possa experimentar por conta própria. Você precisa do macromodelo NE5532 opamp para que o código funcione como está (embora praticamente qualquer opamp funcione da mesma maneira, mas causará saturação em diferentes valores de R10) e, claro, o simulador LTSpice IV .

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