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AC coupling che non funziona

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] AC coupling che non funziona

Messaggioda Foto UtenteAndrea96 » 3 lug 2022, 14:17

Ciao a tutti O_/ ,

Oggi mi sono imbattuto in un video di un tizio che mostrava come funziona l'accoppiamento capacitivo.
Il tipo generava un segnale sinusoidale a 1 kHz con un generatore di segnali e impostava un offset in modo che il segnale avesse il min a 0 e il max a 5 volt, dunque un offset di 2.5 V. Collegava l'uscita del generatore a una capacitá di 220 uF, l'altra estremitá della capacitá veniva collegata a un oscilloscopio. Non so se ho reso l'idea, si tratta di un semplice circuito accoppiato tramite una capacitá a un oscilloscopio.

Il risultato finale sarebbe dovuto essere una sinusoide (vista nell'oscilloscopio) con valore medio nullo, invece, sebbene il valore medio si fosse leggermente abbassato, ancora era presente una componente DC non trascurabile.

Dunque salta fuori che tale circuito era fin troppo ideale e che la capacitá non aveva un percorso su cui scaricare la carica. Dunque, il tipo aggiunge una resistenza (10k mi sembra) in serie alla capacitá dalla parte del generatore di segnali. Non so come ma tale cosa ha risolto il problema e la componente DC era sparita.

Dunque mi pongo (e vi pongo) tre domande;

1) In che senso la capacitá non riesce a scaricare la carica? Se non sbaglio questo dovrebbe essere un filtro RC con R la resistenza in ingresso allo oscilloscopio.

2) Se la resistenza dello oscilloscopio é alta (e immagino che lo sia per avere un segnale fedele), abbiamo un RC che idealmente dovrebbe tagliare solo la componente costante, perché ció non avviene all'inizio?

3) Come risolve una semplice resistenza in serie il problema?
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[2] Re: AC coupling che non funziona

Messaggioda Foto Utenteelfo » 3 lug 2022, 15:44

Sarebbe bastato aspettare circa 600 secondi -> 10 minuti

T= 220 \mu F \cdot 1 M \Omega \cdot 3 = \sim 600 s
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[3] Re: AC coupling che non funziona

Messaggioda Foto UtenteAndrea96 » 3 lug 2022, 16:33

Foto Utenteelfo Grazie per la risposta.

Dunque, in veritá il filtro funziona solo che é lento causa il grande carico e giá ha molto piú senso.

Peró ancora non riesco a capire come l'aggiunta di una resistenza in serie (che in veritá ho scoperto essere di 10 ohm) lato generatore possa risolvere il problema. Avrei capito una resistenza fra sonda e massa, che andrebbe a abbassare la costante di tempo (al costo di filtrare anche componenti AC), ma una resistenza in serie non fa altro che aumentare la resistenza complessiva, no?
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[4] Re: AC coupling che non funziona

Messaggioda Foto Utenteelfo » 3 lug 2022, 17:12

Andrea96 ha scritto:imbattuto in un video di un tizio che mostrava come funziona l'accoppiamento capacitivo

Il problema e' nel fatto che ti sei fidato di un video.
il testo di analisi matematica era quasi impenetrabile. L’autore si vantava di non aver usato una sola figura nell’intero set di tre volumi di circa 1500 pagine, “per sviluppare il pensiero razionale senza il supporto intuitivo ma distorsivo fornito dalle figure”. Parole quasi testuali dell’autore.

Federico Faggin SILICIO
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[5] Re: AC coupling che non funziona

Messaggioda Foto UtenteAndrea96 » 3 lug 2022, 19:44

Io penso ci sia una motivazione, il video è abbastanza affidabile
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[6] Re: AC coupling che non funziona

Messaggioda Foto UtenteAndrea96 » 4 lug 2022, 7:19

Ho chiesto all’autore del video e questa è stata la sua risposta;

I see, the signal generators driver and impedance when they drive the C, works out in such a way that the C can't discharge into back into the signal generator, so adding a little R (10 ohm) helps with this problem.
Don't focus on this too much, its a test equipment issue and hack to get it to work.


Non ha spiegato molto, alla fine dice che si tratta di un trucco. Sinceramente non vedo come una resistenza così piccola possa aiutare. Immagino siano trucchi del mestiere è che non ci sia una vera spiegazione intuitiva
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[7] Re: AC coupling che non funziona

Messaggioda Foto UtentePietroBaima » 4 lug 2022, 7:58

no
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[8] Re: AC coupling che non funziona

Messaggioda Foto Utentebanjoman » 4 lug 2022, 8:39

" Don't focus on this too much, its a test equipment issue and hack to get it to work."

Ah beh allora io sono pieno di "issues" coi miei Tek. Migliaia direi :mrgreen:

Ad ogni modo la spiegazione e' semplice: il generatore avra' una impedenza di uscita abbastanza bassa (tipicamente tra i 50 e i 600 ohm).
Per contro l'oscilloscopio ha una resistenza di ingresso di 1 Megaohm.

Facendo due conti della serva, si vede come 220 uF impieghino un'eternita'. 484 secondi e' la costante di tempo.
Per assestarsi almeno almeno al 98% del valore finale (condensatore quasi tutto carico) occorre almeno 4 volte tale tempo: 484 x 4 = 1936 secondi, pari a 32 minuti.

Se mettiamo una resistenza anche solo di 10k in parallelo all'ingresso dell'oscilloscopio, la resistenza di ingresso dell'oscilloscopio stesso diviene circa 9.9 kiloohm. La costante di tempo diminuisce e il condensatore si carichera' piu' rapidamente.

Io a quelli che fanno video del genere e danno risposte simili gli incenerirei la cpu con un taser.

Max
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[9] Re: AC coupling che non funziona

Messaggioda Foto UtenteAndrea96 » 4 lug 2022, 9:22

Ciao Foto Utentebanjoman, grazie della risposta.
Il problema è che inizialmente lui aveva messo una sola resistenza da 10 ohm SERIE fra uscita generatore e condensatore (non fra condensatore e massa).
Con questa modifica riaccende il generatore e il segnale è sistemato (sinusoide senza DC). Successivamente aggiunge anche una resistenza verso massa che come giustamente dici abbassa la costante di tempo, però quella resistenza serie non la capisco.

Comunque potrebbe benissimo essere un caso, magari nel frattempo il condensatore si era caricato. Oppure una magia inspiegabile :lol:
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[10] Re: AC coupling che non funziona

Messaggioda Foto Utentebanjoman » 4 lug 2022, 9:28

Boh, bisognerebbe vedere che generatore e', come sono fatti i collegamenti, tante cose.

Certamente a un generatore serio 10 ohm in serie a un condensatore da 220 uF gli fanno una sega.
Forse per ridurre la cornte di spunto, boh
Magari e' un generatore fatto con arduino :mrgreen:

Se pero' mette invece 10 kohm in serie allora le cose cambiano: la resistenza del generatore diviene comparabile con quella dell'oscilloscopio: il transitorio di carica si allunga a dismisura ma l'effetto netto e' quello di vedere finalmente il segnale a valore medio nullo praticamente subito.


Ma spiegare le cose no. E' tutto un trucco. Black magic :mrgreen:
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