Bagaimana cara menghitung nilai yang benar untuk DC kapasitor blok?

Apakah nilai kapasitor penting untuk blok kapasitor DC?

Saya memerlukan blok DC untuk mengubah sinyal awal 1,98 V _pp (1 kHz ke 100 kHz) dengan tegangan mulai dari 0 hingga +1,98 V:

Untuk sinyal 1,98 V _pp (1 kHz hingga 100 kHz) dengan tegangan mulai dari -0,99 V hingga +0,99 V:

Apa nilai yang paling tepat untuk kasus saya? Dan mengapa?

capacitor

— VF35468
sumber

Ya, nilainya penting. Kapasitor (bersama dengan komponen lain) membuat filter pass tinggi untuk memblokir DC, dan Anda perlu frekuensi sudut filter berada di bawah frekuensi terendah sinyal Anda. Anda perlu menunjukkan sirkuit Anda, agar siapa pun dapat membantu Anda menentukan nilai yang benar.

— Null

Jika Anda ingin menggunakan kapasitor sebagai elemen pemblokiran DC (yaitu, secara seri dengan sumber sinyal), Anda harus memilih nilai kapasitansinya sesuai dengan:

Frekuensi sinyal AC f ;
Persamaan Perlawanan Req mulai dari "NODE A" (lihat gambar di bawah) ke GND.

skema

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Kenapa begitu? Seperti orang lain sudah memasukkannya, peran kapasitor adalah untuk menerapkan filter high-pass , yang berarti bahwa komponen frekuensi tinggi dilewatkan dan yang frekuensi rendah (seperti DC) diblokir.

f_{- 3 d B} = \frac{1}{2 π C R_{e q}}

$f_{-3dB}=\frac{1}{2 \pi C R_{eq} }$

Cara yang baik untuk memahami hal ini adalah dengan mempertimbangkan bagaimana kapasitor dibangun: pada dasarnya, ada dua pelat konduktif yang dipisahkan oleh dielektrik. Sangat mudah untuk mengetahui bahwa arus DC tidak akan pernah mengalir melewatinya ... Sebaliknya, arus melalui kapasitor dimungkinkan jika tegangan di dalamnya berubah dari waktu ke waktu (dan itulah kasus untuk sinyal frekuensi yang lebih tinggi). Secara kasar, semakin tinggi frekuensi dan nilai kapasitansi , semakin besar arus kapasitor, sehingga semakin kecil kemampuan memblokir sinyal.

— Tidak
sumber

Mengapa menerapkan High-Pass Filter? Satu-satunya kapasitor sebagai elemen pemblokiran DC tidak baik? Jika saya mengerti dengan benar, HPF melemahkan frekuensi yang berada di bawah frekuensi cutoff, dan komponen DC adalah 0Hz, yaitu akan dihapus dalam filter pass tinggi, terlepas dari frekuensi cutoff, kan? Saya ingin "Mengurangi" nilai tegangan sinusoidal, dari 0 hingga 1,98V ke -0,99V hingga + 0,99V. Apakah ini -0.99V komponen DC?

— VF35468

Ok mengerti :) Anda benar mengatakan bahwa kapasitor memblokir DC (dan itulah yang saya tunjukkan dalam jawaban saya). Namun, Anda tidak akan memiliki masalah hanya jika Anda mengukur output TANPA LOAD (yaitu, dengan resistensi tak terbatas ----> frekuensi nol cutoff). Namun, jika Anda mengendarai beban sungguhan, Anda memiliki resistensi yang terbatas yang dapat menyebabkan frekuensi cutoff naik ..... dan Anda tidak ingin membunuh sinusoid 1kHz Anda ..

— NotANumber

Jadi .... katakanlah jika Anda memiliki impedansi beban tak terbatas, ya ... tidak perlu khawatir tentang nilai kapasitor: bahkan 1pF akan bekerja dengan baik tanpa memburuk sinyal AC Anda. Namun, kehadiran beban (apakah diinginkan atau tidak) membuat segalanya sedikit lebih rumit

— NotANumber

Oke, saya mengerti frekuensi cutoff, tetapi apa sebenarnya komponen DC dalam gelombang sinus awal saya (0 hingga 1.98V)? Kapasitor melepaskan komponen DC, yaitu, "Penurunan" 0,99V dari amplitudo awal. Bagaimana tepatnya kapasitor memilih 0,99V, yang persis setengah amplitudo, dan mengubah sinyal menjadi 2 bagian, positif (+ 0,99V) dan negatif (-0,99V)?

— VF35468

Komponen DC adalah nilai rata-rata waktu dari suatu sinyal, jadi 0.99V. Setiap sinyal energi-terbatas dapat direpresentasikan sebagai jumlah dari beberapa osilasi sinusoidal dan kosinusoidal (deret Fourier / integral). Anda mulai dari 0Hz + 1kHz ... seperti yang saya tunjukkan kapasitor adalah OPEN CIRCUIT untuk DC, jadi tidak ada arus konstan yang akan mengalir melalui beban yang menyebabkan tegangan konstan muncul. Oleh karena itu, hanya sinyal yang bervariasi waktu yang dapat diamati di simpul A. Ini disebabkan oleh fisika dasar, yaitu pencerminan muatan pada pelat kapasitor

— NotANumber

Kapasitor pemblokiran-DC bertindak sebagai filter high-pass bila dikombinasikan dengan impedansi sumber (seri) dan impedansi beban (paralel). Gunakan resistensi ini dan frekuensi yang Anda minati untuk memilih nilai kapasitor.

— nibot
sumber