Qual é o melhor como divisor de tensão: filtro resistivo, capacitivo, passa-baixo,…?

Existem diferentes tipos de atenuadores de tensão para sinais CA ( uma breve explicação está aqui ). O mais conhecido é o resistivo. Outros, como filtros capacitivos, indutivos ou de passa-baixo, estão disponíveis (os passes baixos podem incluir muitos modelos, incluindo passivo ou ativo. Obrigado a Andy Aka, que forneceu um link muito bom para eles em outro segmento). Eu sei que perguntar qual é o melhor (especialmente para altas frequências) não é uma boa pergunta e a resposta é: "Depende".

O que eu quero saber são suas vantagens e desvantagens, que podem levar a uma conclusão para a seleção do melhor design.

Existem basicamente dois tipos de atenuador que eu consideraria e podem ser combinados de duas maneiras:

• (A) é usado porque oferece simplicidade com a capacidade de projetá-lo para se adequar à fonte de acionamento e ao que ele faz interface (toque central).
• (B) é usado quando você deseja "proporcionalmente" uma tensão CA enquanto não se preocupa com os níveis de CC, mas para que funcione razoavelmente em baixas frequências, as capacitâncias precisam de valores maiores do que os sinais de RF.
• (C) é uma combinação de A e B e oferece uma ampla faixa de frequência de atenuação constante de DC para RF
• (D) Eu usei uma vez para monitorar a saída de uma fonte de alimentação de alta tensão dc - o principal elemento superior da parte resistiva do divisor era dezenas de Mohms e devido ao seu tamanho e proximidade com os circuitos de comutação de alta tensão captados muito de barulho. A adição de tampas na mesma taxa de impedância que os resistores foi um começo, mas o potencial de altas correntes através dos capacitores era uma preocupação, portanto os resistores foram adicionados em série. Como o divisor de tensão foi usado como parte de um elemento de feedback que controla a alta tensão, eu tive que me certificar de que o que foi medido fosse traduzido com precisão para que outras instabilidades pudessem ocorrer e a 50kV ele não precisava de muita instabilidade para destruir os circuitos. Os resistores extras em série com cada tampa também serviam para limitar as correntes no amplificador operacional ao qual o "toque central" estava conectado.

Este é apenas um instantâneo de provavelmente muito mais técnicas.

Os atenuadores de tensão resistiva são definitivamente os mais utilizados, pois sua taxa de atenuação não muda com a frequência. Da mesma forma, a corrente que eles absorvem da fonte de tensão não muda com a frequência.

Em alguns casos, é necessário adicionar um capacitor em paralelo a um dos resistores para compensar a presença de outro capacitor indesejado em paralelo ao outro resistor.

É o que acontece com as pontas de prova do osciloscópio. Nos esquemas abaixo, R2 e C1 representam a entrada do osciloscópio. A própria sonda compreende o resistor R1 e o capacitor C2. C2 está aqui para compensar os efeitos de C1 (e deve ser ajustado antes do uso). A compensação é necessária para ter uma curva de resposta de frequência plana.

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

Em alguns casos muito especiais, você pode usar um atenuador capacitivo. Por exemplo, você deseja obter uma voltagem pequena a partir da voltagem principal, com uma corrente não tão pequena e, ao mesmo tempo, não deseja dissipar muita energia. Isso pode funcionar porque a frequência é constante aqui (50 ou 60 Hz, dependendo de onde você mora).

E não podemos esquecer as redes de capacitores comutados (uma ligeira variante em uma rede apenas de capacitores), que são o padrão em qualquer projeto de chip analógico moderno. Eles têm densidade de área muito superior e são compatíveis com qualquer uma das alternativas.

É claro que isso está enganando um pouco, porque, sob a teoria da transformação Z, uma tampa comutada é um resistor.