Circuito en alterna, no coincide teoría con simulación.

Buenos días a todos. Estoy haciendo un circuito muy sencillo para poder medir alterna de un transformador con salida 10V (RMS) e ingresar con la señal a una entrada del ADC del ESP8266. El circuito es más o menos sencillo, consta de un divisor de tensión, una etapa para superponer un nivel de continua de aproximadamente 3,3V/2 a la alterna reducida e ingresar al micro. El tema es que al momento de hacer lo cálculos y comparar con la simulación tengo una diferencia en el valor de la atenuación a la salida del circuito. Lo he montado en físico y el circuito se comporta exactamente como en la simulación y no como en los cálculos teóricos. La resistencia del ADC la calcule de forma experimental obteniendo un valor de impedancia de entrada de aproximadamente 350k. A continuación adjunto simulación y el valor de la atenuación para la alterna es de 0,04871.imagen_2022-11-19_092539311.png

Luego, los cálculos teóricos me dan un valor de atenuación de 0,0395. Adjunto el circuito que estoy analizando en alterna.

imagen_2022-11-19_092919515.png

La reactancia capacitiva a 50Hz da Xc = 31,83k. La resistencia total vista desde el generador es de Rt = 105,38k. La corriente total It = 94,89uA. La corriente por la rama de las 3 resistencias en paralelo R345 es de Ir345 = 3,63uA, la cual produce una caída de tensión sobre las mismas de 0,395V, por último la atenuación total es de At = Vo/Vi = 0,395V/10V = 0,0395.

¿Dónde estoy cometiendo el error? ¿Plantee mal el circuito en alterna? Ya hace día que estoy dándole vueltas al asunto y no logro verlo, seguro en una tontería, pero recurro a otros ojos para detectar el error.
 
Siendo que la rama en serie que forman la reactancia capacitiva y las tres resistencias que le siguen dan como resultado una resistencia de 140K aproximadamente, en paralelo con 5.6K casi que se puede despreciar quedando 5.6K (5.4K teóricos) por lo que la tensión es de: (10V / 105.4k) * 5.4K = 512mV o una atenuación de 0.051 (o 19 veces, depende como se lo quiera mirar) mucho más cercano al que da la simulación (dado que redondee).


UPS, olvide la segunda parte por que esa da la tensión en la unión R1 y R2. :LOL:

Puesto que de ahí pasa a otro divisor queda: (512mv / 139k) * 108K = 395mV, atenuación de 0.039.

Por lo que no dije nada, creo que el error esta en este punto. A desempolvar Thevenin !

Aunque en una simulación en el LT-Spice también me da una atenuación de 0.05 aproximadamente.
 
Última edición:
Quizá tengo muy olvidada alterna, pero convertir al capacitor en una resistencia me parece un error bastante grueso, la reactancia del capacitor no se puede sumar con las otras resistencias, para resolver el circuito se debe usar números complejos o algún otro método que ya se me ha olvidado, pero NO sumar reactancias con resistencias.
 
¿Dónde estoy cometiendo el error? ¿Plantee mal el circuito en alterna? Ya hace día que estoy dándole vueltas al asunto y no logro verlo, seguro en una tontería, pero recurro a otros ojos para detectar el error.

Un capacitor no es equivalente a una resistencia, ni en los cálculos ni en la vida. Si querés hacer un análisis teórico de eso vas a tener que trabajar con complejos.
Como la reactancia del capacitor (31K) es comparable con la de la carga ( 560//220//350 ~ 100K) se manifiesta mas la diferencia. Con uno de 1uF o mayor andaría mejor.

De todas maneras te estás complicando la vida, aunque calcules la atenuación exacta, debido a la tolerancia de los componentes y la tension de referencia igual vas a tener que hacer una calibración para sacar la verdadera constante de conversión.
 
Gracias a todos por las respuestas. Cuando uno se enfrasca en algo no lo ve, por más que este adelante de uno y se necesita los ojos de otros para salir de pozo. La clave tal como dicen esta en usar los números complejos, y como dijeron, es un error muy grosero la suma de resistencia con reactancia. Muchas gracias a todos por la despabilada, un saludo.
 
Hola a todos nuevamente, quiero compartirles la resolución correcta del circuito planteado, donde ahora si se obtiene de forma correcta el calculo teórico y se corrobora con la simulación.

Está perfecto.

Otra forma de resolverlo es empezae aplicando Thevenin a V2,R1,R2
Rth = R1//R2 = 5.303k
Vth = k * V2 con k = R2/(R1+R2) = 0.05303

Y en la salida: Rs = R3//R4//R5 = 108.83k

Queda un circuito serie, aplicando divisor de tension: Vo = Vth * Rs/(Rs+Rth-j*Xc)

Resultando la relación |Vo/V2| = k*Rs/sqrt((Rs+Rth)^2+Xc^2)
Que coincide con tu resultado.
 
Atrás
Arriba