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23/12/2013 #1


Problema con fase de operacional y capacitor
Resulta que estoy armando este operacional con ganancia uno y cuando pongo un capacitor en la entrada , la fase es algo extraño, a que se deberá esto? (todo simulación con multisim)
Adjunta, dejo la imagen del bode
24/12/2013 #2
Moderador

Avatar de Dano

No es extrano, es una propiedad de una red RC. Estas metiendo un cero y eso tiene consecuencias en la amplitud y la fase.

Ahi tenes algo de data para mirar.
https://sites.google.com/a/goumh.umh...cas/practica-1
24/12/2013 #3

Avatar de Eduardo

juliangp dijo: Ver Mensaje
Resulta que estoy armando este operacional con ganancia uno y cuando pongo un capacitor en la entrada , la fase es algo extraño, a que se deberá esto? (todo simulación con multisim)
Adjunta, dejo la imagen del bode
No tiene nada de extraño.

Idealmente a baja frecuencia la fase es -90° y a alta frecuencia -180 , que es lo que visualizás antes del salto.

Pero todos los operacionales agregan un desfasaje. Esto lo podés ver puenteando el capacitor, a altas frecuencias empezás a tener atenuación y atraso en fase.
Este retraso se agrega al que ya tenías pasando a ser menor de -180°. Pero el software, en lugar de "seguir bajando" la curva le hace dar un salto de 360° y sigue dibujando a partir de los 180°.

No todos los softwares te van a hacer lo mismo con la escala de fase, algunos te van a hacer una línea continua de -90° a -400° si hiciera falta, otros pondrán los límites en +-360 y otros en +-180.
No es un error, pero uno tiene que saber a que se para no sacar conclusiones equivocadas, porque otras veces esos los saltos se deben a que la amplitud pasa por 0 (p.e. en filtros notch) o se va a infinito (resonancia).
24/12/2013 #4


Gracias por las respuestas gente, la verdad no tengoo mucha idea en lo qeu a calculos se refiere, lo que si se es que multisim a veces tira resultados equivocados como los que me nombra eduardo, pero el desfase en alta frecuencia es en una audible! como a 3 o 6 khz no me acuerdo, me va a provocar cualquier cosa esto en un crossover no?
24/12/2013 #5

Avatar de Eduardo

El desfase debido al capacitor se resuelve dimensionando correctamente el capacitor, no metiendo el primero que encuentres.
El debido al operacional, siendo un inversor de ganancia 1 y frecuencias de audio ni se tiene en cuenta.
24/12/2013 #6


El tema es que el capacitor ronda esos valores, ya que es de desacople de cc y nunca se sabe cual puede haber a la salida de un mp3 o algo asi (si es que lo tiene)
24/12/2013 #7

Avatar de Eduardo

Pensé que te referías al efecto del capacitor, pero hago números y veo que sí, que está bien.

Por el efecto del operacional ni te preocupes porque cae fuera del rango audible.
La gráfica de Multisim se presta a confusión porque no tiene etiquetas en los ejes.
24/12/2013 #8

Avatar de chclau

Si no recuerdo mal el desfase para aplicaciones de audio no tiene mucha importancia porque el oido no es sensible a diferencias de fase, solo a rangos de frecuencias.
24/12/2013 #9


Esa horrible inversion de fase segun el multisim ocurre a una frecuencia audible, solucioné el problema poniendo el operacional como seguidor no inversor, pero tengo la duda de si sirve para sumar señales de esta manera (era el proposito principal y original)
24/12/2013 #10

Avatar de Scooter

O no se nada de audio (será eso) o la fase no se oye. No se puede oír a no ser que tengas dos señales una fracasada y otra no.
24/12/2013 #11

Avatar de cosmefulanito04

Pero si suma 2 señales (o más) ahí puede cambiar la cosa.

Deberías sumar antes usando resistencias y luego pasar por el pasa altos (mismo desfasaje para todas las señales ya sumadas).

O:

Señal 1 -> Cap1 -> R1 ---- +
Señal 2 -> Cap2 -> R2 ----/
Señal n -> Capn -> Rn ---/

+---- Operacional-------> Salida
\----- R realimentación--/

Todos los capacitores deberán ser los mismos al igual que las resistencias, de esta forma tenés pasa altos en c/entrada, o la misma relación R y C, ya que si son distintas en c/entrada, vas a tener distintas frecuencias de cortes y por ende amplitudes y fases distintas.

No necesitás tirar ninguna resistencia contra masa, el inversor ya de por si lo hace.

Otra alternativa es dejar un capacitor común en la entrada neg. del operacional y hacer la suma antes, pero ojo c/generador debería solo aportar alterna para que no levante al resto de los generadores con una continua.
24/12/2013 #12


Scooter, el problema es que esto forma parte de un pasabajos, y la fase va a estar muy mal con respecto a la del filtro pasaaltos riley, si se restan, hay perdida de spl y si se suman aumenta la spl donde no debería, ya armé la plaquita con el buffer no inversor, gracias por la ayuda igual gente !
24/12/2013 #13

Avatar de Eduardo

juliangp dijo: Ver Mensaje
Esa horrible inversion de fase segun el multisim ocurre a una frecuencia audible,
No pibe, no existe tal salto en la fase ni según el Multisim ni según mi tía.

Lo que hace el Multisim al graficar es tomar como límites +-180°, entonces si la fase pasa de -180° a -180.1° en lugar de unir los puntos con una línea cortita lo hace con un salto de 360°.

solucioné el problema poniendo el operacional como seguidor no inversor, pero tengo la duda de si sirve para sumar señales de esta manera (era el proposito principal y original)
Probá también con una alpargata arriba del operacional. Total, si se trata de hacer cualquier cosa y ver que pasa...
24/12/2013 #14


Listo entonces, al pcb ya lo arme solamente me falta ver si anda, no le tendría que haber echo caso al multisim, de todo modos, funcionará como seguidor no inversor? saque el modelo de wikipedia, sonde dice que se usa como buffer, así que no habria problema no?
25/12/2013 #15

Avatar de palurdo

Juliangp, como dices que de cálculos no vas muy sobrado, te explicaré por qué el salto que ves en realidad no existe, sino que aparece en el programa por la forma en la que se calcula la fase.

Matemáticamente si tenemos una onda que en un momento dado tiene fase P, ocurre que:

sen(P)=sen(P+k*360)
cos(P)=cos(P+k*360)

donde k puede ser cualquier número entero (...-2,-1,0,1,2,3,...). Esto significa que cuando se realizan operaciones matemáticas cuyo resultado numérico sabemos que es el seno, coseno, tangente, de una onda, para saber el ángulo P de esa onda hay que hacer el arco_seno, arco_coseno, arcotangente, etc.
En teoría estas funciones deberían dar infinitas soluciones que serían todas de la forma P+k*360. Está claro que el rango de la fase de cualquier señal se va a repetir cada 360º, y en realidad que una onda esté desfasada por ejemplo 720º con respecto a la entrada, quiere decir que se ha retrasado 2 periodos de esa onda. Sin embargo matemáticamente no se puede saber cuando se retrasa en más de 1 periodo ya que al repetirse la señal, los valores numéricos son los mismos para el periodo 1 como para el periodo 1 millon. Por lo que el cálculo de la fase elige el valor dentro de 360º que se encuentre más cercano al ángulo 0 (esto no se hace por algo arbitrario, sino por la forma como se implementan las funciones inversas arcoseno, arcocoseno y arcotangente, ya que si se elige otro rango fuera del rango -180 al 180 (que al restar uno del otro dan los 360º de rango) los cálculos no son tan precisos o cuesta más alcanzar cierta precisión. Si luego quieres saber la fase exacta en estos casos sólo tienes que sumar o restar mentalmente 360º para ajustar la fase que corresponda.

Por ejemplo, en una gráfica el valor anterior era 175º, si el valor siguiente es de -178º, no es factible que la fase haya cambiado bruscamente, sino que las soluciones que da la ecuación para el valor siguiente son ...538,-178, 182, 542, 902... por lo que al tener que elegir una solución se fija en las que están entre -180 y 180, es decir que se queda con -178, pero la fase real sería 182, que matemáticamente es idéntica a -178 más un ciclo de repetición.
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