Differenza tra filtro e condensatore
Supponiamo che la tensione d’ingresso sia sinusoidale. All’inizio, essendo positivo, polarizza il diodo in diretto e questo conduce, in modo che la tensione nel condensatore vo sia uguale alla tensione d’ingresso (vo = vi).
Mentre il condensatore si scarica, la tensione d’ingresso diminuisce fino a raggiungere un minimo e poi aumenta; ovviamente, con la tensione d’ingresso che aumenta e la tensione del condensatore che diminuisce, arriva un punto in cui entrambi i valori coincidono, a quel punto il diodo diventa polarizzato direttamente e il condensatore inizia a ricaricarsi fino a raggiungere il prossimo massimo della tensione d’ingresso.
La tensione attraverso il carico ora non è uniforme o costante, come nel caso precedente, ma approssimativamente triangolare. In pratica, la tensione dovrebbe essere il più uniforme possibile, in modo che il prodotto RLC sia grande (condensatori ad alta capacità), nel qual caso i tratti ascendenti e discendenti della tensione di uscita possono, con sufficiente approssimazione, essere sostituiti da linee rette.
Raddrizzatore a semionda con filtro capacitivo
Dove sono quindi classificati i filtri RC? I circuiti composti da una resistenza (R) e un condensatore (C) formano circuiti RC, che sono per lo più utilizzati per i filtri, noti naturalmente come filtri RC. Poiché questi componenti sono passivi, il filtro è quindi passivo e analogico, poiché i suoi valori non sono ovviamente solo bistabili.
In questo articolo ci occuperemo di semplici filtri RC di ordine 1, che sono analogici e hanno solo un condensatore e una resistenza, ma ci sono filtri di ordine superiore e anche di guadagno con configurazioni simili ma più complesse.
Il più semplice circuito RC esistente consiste in un condensatore e una resistenza in serie. Quando un circuito consiste solo in un condensatore carico e un resistore, il condensatore scaricherà la sua energia immagazzinata attraverso il resistore. La tensione o differenza di potenziale elettrico attraverso il condensatore, che dipende dal tempo, può essere trovata usando la legge della corrente di Kirchhoff, dove la corrente attraverso il condensatore deve essere uguale alla corrente attraverso il resistore. Ne risulta l’equazione differenziale lineare:
Filtri induttivi
Questo articolo descrive in dettaglio la teoria del funzionamento dei filtri a condensatore commutato (SCF) come alternativa ai filtri passivi e attivi. Verranno presentate delle soluzioni esemplificative per indicare come vengono implementate.
I filtri di taglio a bassa frequenza richiedono grandi valori di resistenza. Se un tale resistore deve essere incorporato in un circuito integrato monolitico, la tolleranza della resistenza sarebbe dell’ordine del 20-50%.
La parte superiore del diagramma in Figura 1 è un’implementazione a condensatore commutato dello stesso filtro passa-basso. Gli interruttori S1 e S2 sono pilotati da clock non sovrapposti j1 e j2 che hanno una frequenza di fS. S1 collega prima il condensatore d’ingresso C2 all’ingresso VIN. S1 viene quindi aperto e S2 viene chiuso, permettendo a C2 di condividere la sua carica con C1. La carica trasferita dall’ingresso (VIN) all’uscita (VOUT) è calcolata dall’equazione 2:
La frequenza di taglio del filtro è proporzionale alla frequenza del clock di campionamento, quindi il clock può essere utilizzato per regolare il filtro, che è una caratteristica importante in termini di flessibilità. L’utilizzo di una sorgente di alta qualità per il clock di campionamento assicura la precisione e la stabilità della frequenza di clock e quindi la frequenza d’angolo del filtro.
Q
Questo articolo descrive in dettaglio la teoria del funzionamento dei filtri a condensatore commutato (SCF) come alternativa ai filtri passivi e attivi. Verranno presentate delle soluzioni esemplificative per indicare come vengono implementate.
I filtri di taglio a bassa frequenza richiedono grandi valori di resistenza. Se un tale resistore deve essere incorporato in un circuito integrato monolitico, la tolleranza della resistenza sarebbe dell’ordine del 20-50%.
La parte superiore del diagramma in Figura 1 è un’implementazione a condensatore commutato dello stesso filtro passa-basso. Gli interruttori S1 e S2 sono pilotati da clock non sovrapposti j1 e j2 che hanno una frequenza di fS. S1 collega prima il condensatore d’ingresso C2 all’ingresso VIN. S1 viene quindi aperto e S2 viene chiuso, permettendo a C2 di condividere la sua carica con C1. La carica trasferita dall’ingresso (VIN) all’uscita (VOUT) è calcolata dall’equazione 2:
La frequenza di taglio del filtro è proporzionale alla frequenza del clock di campionamento, quindi il clock può essere utilizzato per regolare il filtro, che è una caratteristica importante in termini di flessibilità. L’utilizzo di una sorgente di alta qualità per il clock di campionamento assicura la precisione e la stabilità della frequenza di clock e quindi la frequenza d’angolo del filtro.
