¿Cuál es el propósito del integrador RC y los circuitos diferenciadores RC?

Answer 1

Un diferenciador proporciona la derivada del voltaje de entrada como salida. Un diferenciador que utiliza resistencias y condensadores de componentes pasivos es un filtro de paso alto. Se muestra el circuito. Actúa como un diferenciador solo cuando la constante de tiempo es demasiado pequeña. El voltaje en la salida es proporcional a la corriente a través del condensador. La corriente a través del condensador se puede expresar como C dv / dt. La salida está atravesando la resistencia. Entonces la salida será RC dv / dt. Por lo tanto, tiene lugar la diferenciación de entrada.

Cuando se aplica una onda cuadrada en la entrada, durante el semiciclo positivo se carga el condensador. Entonces, inicialmente el voltaje a través de la resistencia será el voltaje aplicado. A medida que se carga el condensador, el voltaje a través de la resistencia disminuye.

Ahora considere el caso del integrador. Es un filtro de paso bajo. Aquí la constante de tiempo del circuito debe ser muy grande. Aquí la salida atraviesa el condensador. A medida que se aplica la onda cuadrada de entrada, durante el semiciclo positivo, el voltaje a través del condensador aumenta desde cero hasta el máximo (valor máximo del voltaje aplicado). Durante el semiciclo negativo, el condensador comienza a descargarse y llega a cero. Este proceso se repite para los ciclos restantes y se obtiene una onda triangular.

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Answer 2

De manera similar a Bruce Thomson, hace mucho tiempo, en la década de 1980, trabajé para una empresa que diseñaba sistemas de frenos antibloqueo para trenes y camiones. Utilizamos integradores analógicos para producir un voltaje de los sensores de reluctancia en las ruedas del vehículo que era proporcional a las rpm de la rueda. Al diferenciar la velocidad, produjimos la desaceleración a partir de la cual pudimos determinar cuándo aplicar y liberar los frenos. Poco después, los microprocesadores se hicieron lo suficientemente rápidos como para hacer los cálculos digitalmente.

Durante un período de tiempo cuando estaba enseñando un curso básico de electrónica, aún recuerdo haber conseguido que la clase construyera el generador de ondas triangulares mencionado por Bruce y su sentido de asombro por la perfección de las ondas triangulares.

Answer 3

Los integradores y diferenciadores son componentes básicos de los circuitos analógicos. Tienen la ventaja de ser fáciles de analizar matemáticamente, fáciles de construir y la capacidad de combinarse fácilmente para manejar aplicaciones complejas como filtros o sistemas de control.

Para muchos sistemas, querrá construir integradores y diferenciadores con amplificadores operacionales, ya que esto proporciona una señal de salida limpia, perfecta para libros de texto, capaz de controlar muchos otros circuitos sin afectar la forma de onda.

Puede crear fácilmente una salida de onda cuadrada con un circuito digital, pero ¿y si desea ondas triangulares? Para esto, procesas tus ondas cuadradas con un integrador. Y si desea hacer lo contrario, use el diferenciador.

Incluso usando un transistor en lugar de un amplificador operacional, puede usar un integrador para hacer un temporizador y un diferenciador para detectar pulsos de entrada. Solo tienes que usar tu imaginación.

Answer 4

El integrador RC tiene la propiedad de integrarse (por ejemplo, sumar el área bajo la forma de onda). Entonces, si alimenta una onda cuadrada, verá la integración en cualquier punto como la suma del área debajo de la onda cuadrada. El diferenciador es en realidad un circuito CR, y a menudo se usa para crear bordes rápidos, lo que aumenta los tiempos de subida y caída de cualquier forma de onda, siendo esto útil en ciertos circuitos de activación, por ejemplo, la electrónica de potencia.

Las aplicaciones de estos circuitos son numerosas porque en muchas partes no intencionadas de los circuitos encontrará capacitancia parásita, capacitancia de unión, capacitancias parásitas o / p y resistencias de entrada, resistencias de pista y sus combinaciones. Y puede aplicar todo ese conocimiento de integradores / diferenciadores RC en todos esos lugares.

Answer 5

Filtros: el integrador es un filtro de paso bajo, mientras que el diferenciador es un filtro de paso alto

Prácticamente utilizado en todas partes, desde comunicaciones (telefonía a sistemas GSM – LTE) hasta procesamiento de señales (matemáticamente, es decir, como operadores en convolución) y cámaras (antisolapamiento).

Beneficios: señal + ruido (de varias fuentes, como transmisión simple) para limpiar y obtener la señal original.

O simplemente dele una onda cuadrada a cualquiera de los filtros y observe la salida (debería ver los cambios en la forma de onda) – análisis de forma de frecuencia / pulso