Mana yang lebih baik sebagai pembagi tegangan: resistif, kapasitif, low pass filter, ...?

Ada berbagai jenis attenuator tegangan untuk sinyal AC ( penjelasan singkat ada di sini ). Yang paling terkenal adalah yang resistif. Yang lain seperti kapasitif, induktif atau low pass filter tersedia (Low pass dapat mencakup banyak desain termasuk pasif atau aktif. Terima kasih kepada Andy Aka yang memberikan tautan yang sangat baik ke mereka di utas lain). Saya tahu menanyakan yang mana yang lebih baik (terutama untuk frekuensi tinggi) bukan pertanyaan yang bagus dan jawabannya adalah: "Tergantung".

Apa yang ingin saya ketahui adalah kelebihan dan kekurangan mereka yang mungkin mengarah pada kesimpulan untuk memilih desain terbaik.

Pada dasarnya ada dua jenis attenuator yang akan saya pertimbangkan dan ini dapat digabungkan dalam beberapa cara: -

• (A) digunakan karena ia menawarkan kesederhanaan dengan kemampuan untuk mendesainnya agar sesuai dengan sumber mengemudi dan untuk apa antarmuka (ketukan tengah).
• (B) digunakan ketika Anda ingin "rasio" turun tegangan AC sementara tidak peduli dengan tingkat DC tetapi agar berfungsi dengan baik pada frekuensi rendah kapasitansi membutuhkan nilai yang lebih besar daripada untuk sinyal RF.
• (C) adalah kombo A dan B dan memberi Anda rentang frekuensi luas pelemahan konstan dari DC ke RF
• (D) Saya pernah menggunakan satu kali untuk memantau output dari catu daya dc tegangan tinggi - elemen utama utama dari bagian resistif pembagi adalah puluhan Mohms dan karena ukurannya dan kedekatannya dengan sirkuit switching tegangan tinggi yang banyak diambil. kebisingan. Menambahkan penutup dalam rasio impedansi yang sama dengan resistor adalah permulaan tetapi potensi arus tinggi melalui kapasitor adalah kekhawatiran sehingga resistor ditambahkan secara seri. Karena pembagi tegangan digunakan sebagai bagian dari elemen umpan balik yang mengendalikan tegangan tinggi, saya harus memastikan bahwa apa yang diukur diterjemahkan secara akurat jika tidak terjadi ketidakstabilan dan pada 50kV tidak perlu banyak ketidakstabilan untuk menghancurkan sirkuit. Resistor tambahan secara seri dengan masing-masing penutup juga berfungsi membatasi arus ke op-amp yang terhubung dengan "tap-tengah".

Ini hanya snap-shot teknik yang mungkin lebih banyak.

Atenuator tegangan resistif secara definitif paling sering digunakan karena rasio atenuasi mereka tidak berubah dengan frekuensi. Demikian pula, arus yang mereka serap dari sumber tegangan tidak berubah dengan frekuensi.

Dalam beberapa kasus, Anda harus menambahkan kapasitor secara paralel ke salah satu resistor untuk mengimbangi keberadaan kapasitor yang tidak diinginkan lainnya secara paralel ke resistor lainnya.

Inilah yang terjadi dengan probe osiloskop. Dalam skema di bawah ini, R2 dan C1 mewakili input osiloskop. Probe itu sendiri terdiri dari resistor R1 dan kapasitor C2. C2 ada di sini untuk mengkompensasi efek C1 (dan harus disesuaikan sebelum digunakan). Kompensasi harus memiliki kurva respons frekuensi datar.

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Dalam beberapa kasus yang sangat khusus, Anda dapat menggunakan attenuator kapasitif. Misalnya, Anda ingin memperoleh tegangan kecil dari tegangan utama, dengan arus yang tidak kecil, dan pada saat yang sama Anda tidak ingin membuang banyak daya. Ini dapat bekerja karena frekuensinya konstan di sini (50 atau 60 Hz, tergantung di mana Anda tinggal).

Dan kita tidak bisa melupakan tentang switched capacitor networks (sedikit variasi pada kapasitor only network) yang merupakan standar dalam setiap desain chip Analog modern. Mereka memiliki kepadatan areal jauh lebih unggul dan cocok dengan salah satu alternatif.

Tentu saja ini sedikit curang karena di bawah teori transformasi Z, tutup yang diaktifkan adalah sebuah resistor.