作为分压器哪个更好:电阻式,电容式,低通滤波器...?


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交流信号的电压衰减器有不同类型(此处为简短说明)。最著名的是电阻式的。电容,电感或低通滤波器等其他器件也可以使用(低通可能包括许多设计,包括无源或有源。感谢Andy Aka 在另一个线程中为其提供了很好的链接)。我知道问哪个更好(特别是对于高频)不是一个好问题,答案是:“取决于”。

我想知道的是它们的优缺点,可能会导致选择最佳设计的结论。


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再次,这取决于您要实现的目标。如果您想要在整个频谱范围内保持恒定的效果,则需要电阻。如果您需要输出具有输入的微分或积分特性,则需要电容器和/或电感器。理想的无源电路元件没有任何优点或缺点。他们做您需要他们做的事情,或者他们不做。
Scott Seidman

是的,这是正确的,但在我在问题中提供的指向Wikipedia的链接中,它表示对于更高的频率,应在设计中添加一个电容性元件。为什么我们需要那个?
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为了补偿负载的影响。负载的性质是进入“您要实现的目标”列的那些变量之一。
Scott Seidman

Answers:


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我基本上会考虑两种类型的衰减器,它们可以通过几种方式组合:-

在此处输入图片说明

  • 之所以使用(A)是因为它提供了简单性,并且能够对其进行设计以适应驱动源及其与接口的连接(中心抽头)。
  • (B)用于当您要“降低”交流电压而不关心直流电平,但要使其在低频下合理工作时,电容需要比射频信号更大的值。
  • (C)是A和B的组合,可为您提供从DC到RF恒定衰减的宽频率范围
  • (D)我曾经使用一次来监视高压直流电源的输出-分压器的电阻部分的主要顶部元件为数十兆欧,并且由于其尺寸和与高压开关电路的接近性,很多的噪音。刚开始要以与电阻器相同的阻抗比添加电容,但是担心电容器可能会产生大电流,因此串联电阻器。由于分压器被用作控制高压的反馈元件的一部分,因此我必须确保所测量的信号能够正确转换,否则可能会出现不稳定情况,并且在50kV时,不需要太多的不稳定因素即可破坏电路。每个电容串联的额外电阻器还用于限制流入“中心抽头”所连接的运算放大器的电流。

这只是更多技术的快照。


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电阻式电压衰减器无疑是最常用的,因为它们的衰减率不会随频率变化。同样,它们从电压源吸收的电流不会随频率变化。

在某些情况下,您必须与一个电阻并联一个电容器,以补偿与另一个电阻并联的另​​一个多余电容器的存在。

这就是示波器探头发生的情况。在下面的示意图中,R2和C1代表示波器输入。探头本身包括电阻器R1和电容器C2。C2是为了补偿C1的影响(必须在使用前进行调整)。要求补偿具有平坦的频率响应曲线。

原理图

模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图

在某些非常特殊的情况下,可以使用电容衰减器。例如,您想从主电压中获得一个很小的电压,而电流却不那么小,同时又不想消耗太多功率。之所以可行,是因为此处的频率是恒定的(50或60 Hz,取决于您的居住地)。


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而且,我们不能忘记开关电容网络(在仅电容网络上略有变化),这是任何现代模拟芯片设计中的标准配置。它们具有出色的面密度,并且可以与任何替代方案相匹配。

当然这有点作弊,因为在Z变换理论下,开关电容电阻。

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