Welches ist besser als Spannungsteiler: ohmsches, kapazitives Tiefpassfilter,…?

Es gibt verschiedene Arten von Spannungsdämpfern für Wechselstromsignale ( eine kurze Erklärung finden Sie hier ). Das bekannteste ist ein resistives. Andere wie kapazitive, induktive oder Tiefpassfilter sind verfügbar (Tiefpässe können viele Designs enthalten, einschließlich passiver oder aktiver. Vielen Dank an Andy Aka, der in einem anderen Thread eine sehr gute Verbindung zu ihnen hergestellt hat). Ich weiß, zu fragen, welches besser ist (besonders für hohe Frequenzen), ist keine gute Frage und die Antwort lautet: "Es kommt darauf an".

Was ich wissen möchte, sind ihre Vor- und Nachteile, die zu einer Schlussfolgerung für die Auswahl des besten Designs führen können.

Grundsätzlich gibt es zwei Arten von Dämpfungsgliedern, die ich in Betracht ziehen würde, und diese können auf verschiedene Arten kombiniert werden:

• (A) wird verwendet, weil es einfach ist und es so gestaltet werden kann, dass es der Antriebsquelle und den Schnittstellen entspricht (Mittelabgriff).
• (B) wird verwendet, wenn Sie eine Wechselspannung "herunterrechnen" möchten, ohne sich um die Gleichstrompegel zu kümmern, aber damit sie bei niedrigen Frequenzen angemessen funktioniert, benötigen die Kapazitäten größere Werte als für HF-Signale.
• (C) ist eine Kombination aus A und B und bietet Ihnen einen breiten Frequenzbereich konstanter Dämpfung von DC bis RF
• (D) Ich habe es einmal zur Überwachung des Ausgangs eines Hochspannungs-Gleichstromnetzteils verwendet - das oberste Hauptelement des Widerstandsteils des Teilers war zehn Mohm und wurde aufgrund seiner Größe und Nähe zu Hochspannungsschaltkreisen viel aufgenommen von Lärm. Das Hinzufügen von Kappen im gleichen Impedanzverhältnis wie die Widerstände war ein Anfang, aber das Potenzial für hohe Ströme durch die Kondensatoren war besorgniserregend, sodass Widerstände in Reihe geschaltet wurden. Da der Spannungsteiler als Teil eines Rückkopplungselements verwendet wurde, das die Hochspannung steuert, musste ich sicherstellen, dass das, was gemessen wurde, genau übersetzt wurde, da sonst Instabilitäten auftreten könnten und bei 50 kV nicht viel Instabilität erforderlich war, um Schaltkreise zu zerstören. Die zusätzlichen Widerstände in Reihe mit jeder Kappe dienten auch dazu, die Ströme in den Operationsverstärker zu begrenzen, an den der "Center-Tap" angeschlossen war.

Dies ist nur eine Momentaufnahme wahrscheinlich vieler weiterer Techniken.

Widerstandsspannungsdämpfer werden definitiv am häufigsten verwendet, da sich ihr Dämpfungsverhältnis nicht mit der Frequenz ändert. In ähnlicher Weise ändert sich der Strom, den sie von der Spannungsquelle absorbieren, nicht mit der Frequenz.

In einigen Fällen müssen Sie einen Kondensator parallel zu einem der Widerstände hinzufügen, um das Vorhandensein eines anderen unerwünschten Kondensators parallel zum anderen Widerstand zu kompensieren.

Dies geschieht mit Oszilloskopsonden. In den folgenden Schemata repräsentieren R2 und C1 den Oszilloskopeingang. Die Sonde selbst umfasst den Widerstand R1 und den Kondensator C2. C2 ist hier, um die Auswirkungen von C1 zu kompensieren (und muss vor dem Gebrauch angepasst werden). Die Kompensation muss eine flache Frequenzgangkurve aufweisen.

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

In einigen ganz besonderen Fällen können Sie ein kapazitives Dämpfungsglied verwenden. Zum Beispiel möchten Sie eine kleine Spannung aus der Hauptspannung mit einem nicht so kleinen Strom erhalten und gleichzeitig nicht viel Strom verbrauchen. Dies kann funktionieren, da die Frequenz hier konstant ist (50 oder 60 Hz, je nachdem, wo Sie leben).

Und wir können nicht vergessen, dass Schaltkondensatornetzwerke (eine geringfügige Variante eines Nur-Kondensator-Netzwerks) in jedem modernen analogen Chip-Design zum Standard gehören. Sie haben eine weitaus bessere Flächendichte und passen zu jeder der Alternativen.

Natürlich ist dies ein bisschen zu betrügen , weil unter Z Theorie verwandeln, eine geschaltete Kappe IST ein Widerstand.