อันไหนดีกว่ากันสำหรับตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า: ตัวต้านทานตัวเก็บประจุตัวกรองความถี่ต่ำผ่าน…?

มีตัวลดทอนแรงดันไฟฟ้าหลายประเภทสำหรับสัญญาณ AC ( คำอธิบายสั้น ๆ อยู่ที่นี่ ) รู้จักกันดีที่สุดคือตัวต้านทาน คนอื่น ๆ เช่นตัวกรอง capacitive, อุปนัยหรือต่ำผ่านมี (ผ่านต่ำอาจรวมถึงการออกแบบจำนวนมากรวมทั้ง passive หรือ active ขอบคุณ Andy Aka ผู้ให้ลิงค์ที่ดีมากกับพวกเขาในหัวข้ออื่น) ฉันรู้ว่าการถามว่าอันไหนดีกว่า (โดยเฉพาะความถี่สูง) ไม่ใช่คำถามที่ดีและคำตอบคือ: "ขึ้นอยู่กับ"

สิ่งที่ฉันต้องการรู้คือข้อดีและข้อเสียของพวกเขาที่อาจนำไปสู่ข้อสรุปในการเลือกการออกแบบที่ดีที่สุด

ตัวลดทอนแบบสองประเภทที่ฉันจะพิจารณาและสามารถรวมกันได้สองวิธี: -

• (A) ใช้งานเนื่องจากมีความเรียบง่ายพร้อมความสามารถในการออกแบบให้เหมาะสมกับแหล่งการขับขี่และสิ่งที่มันเชื่อมต่อกับ (แตะตรงกลาง)
• (B) ใช้เมื่อคุณต้องการ "ลดอัตราส่วน" ลงของแรงดันไฟฟ้า AC ในขณะที่ไม่เกี่ยวข้องกับระดับ DC แต่เพื่อให้ทำงานได้อย่างมีเหตุผลที่ความถี่ต่ำความจุต้องมีค่ามากกว่าสัญญาณ RF
• (C) เป็นคอมโบของ A และ B และให้ช่วงความถี่กว้างของการลดทอนคงที่จาก DC ถึง RF
• (D) ฉันใช้ครั้งเดียวเพื่อตรวจสอบเอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟ dc แรงดันสูง - องค์ประกอบหลักของส่วนต้านทานของตัวแบ่งคือหมื่นโมห์มส์และเนื่องจากขนาดและความใกล้เคียงกับวงจรสวิทช์แรงดันสูงที่หยิบขึ้นมาจำนวนมาก ของเสียง การเพิ่มค่าแคปในอัตราส่วนอิมพิแดนซ์เช่นเดียวกับตัวต้านทานเริ่มต้น แต่ความเป็นไปได้ของกระแสสูงผ่านตัวเก็บประจุเป็นสิ่งที่น่ากังวลดังนั้นจึงเพิ่มตัวต้านทานแบบอนุกรมในซีรีย์ เนื่องจากตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าถูกใช้เป็นส่วนหนึ่งขององค์ประกอบป้อนกลับเพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้าสูงฉันจึงต้องแน่ใจว่าสิ่งที่วัดได้ถูกแปลอย่างแม่นยำความไม่เสถียรอื่น ๆ อาจเกิดขึ้นและที่ 50kV นั้นไม่จำเป็นต้องมีความไม่แน่นอนมากนักในการทำลายวงจร ตัวต้านทานพิเศษในซีรีย์ที่มีฝาปิดแต่ละตัวจะทำหน้าที่ จำกัด กระแสลงในแอมป์ที่เชื่อมต่อ "แตะตรงกลาง"

นี่เป็นเพียงเทคนิคสั้น ๆ ของเทคนิคอื่น ๆ อีกมากมาย

ตัวลดทอนแรงดันไฟฟ้าแบบ Resistive นั้นใช้กันมากที่สุดเนื่องจากอัตราส่วนการลดทอนไม่ได้เปลี่ยนไปตามความถี่ ในทำนองเดียวกันกระแสที่ดูดซับจากแหล่งกำเนิดแรงดันจะไม่เปลี่ยนแปลงตามความถี่

ในบางกรณีคุณต้องเพิ่มตัวเก็บประจุขนานกับตัวต้านทานตัวใดตัวหนึ่งเพื่อชดเชยการมีตัวเก็บประจุที่ไม่ต้องการตัวอื่น ๆ ขนานกับตัวต้านทานตัวอื่น

นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นกับโพรบออสซิลโลสโคป ในแผนงานด้านล่าง R2 และ C1 เป็นตัวแทนของอินพุตออสซิลโลสโคป โพรบเองประกอบด้วยตัวต้านทาน R1 และตัวเก็บประจุ C2 C2 อยู่ที่นี่เพื่อชดเชยผลกระทบของ C1 (และ mus จะปรับก่อนใช้งาน) การชดเชยจะต้องมีเส้นโค้งการตอบสนองความถี่แบน

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

ในบางกรณีที่พิเศษมากคุณสามารถใช้ตัวลดทอนแบบ capacitive ตัวอย่างเช่นคุณต้องการที่จะได้รับแรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กจากแรงดันไฟฟ้าหลักที่มีกระแสไม่เล็กและในเวลาเดียวกันคุณไม่ต้องการที่จะกระจายพลังงานมาก สิ่งนี้สามารถทำงานได้เพราะความถี่คงที่ที่นี่ (50 หรือ 60 Hz ขึ้นอยู่กับที่คุณอาศัยอยู่)

และเราไม่สามารถลืมเกี่ยวกับเครือข่ายตัวเก็บประจุแบบสวิตช์ (ตัวแปรเล็กน้อยในเครือข่ายตัวเก็บประจุเท่านั้น) ซึ่งเป็นมาตรฐานในการออกแบบชิพแอนะล็อกสมัยใหม่ พวกเขามีความหนาแน่นของหัวเสียงที่เหนือกว่าและเข้ากันได้กับตัวเลือกใด ๆ

ของหลักสูตรนี้คือการโกงนิดเพราะภายใต้ Z แปลงทฤษฎีหมวกเปลี่ยนเป็นต้านทาน