Si considera el ejemplo de un circuito diferenciador pasivo (es decir, básicamente un filtro RC):
El voltaje de salida (Y) es una función del voltaje de entrada (X) como:
A partir de esto, se puede obtener la dependencia de frecuencia de la ganancia de voltaje (Y / X) de la siguiente manera:
- ¿Qué pasa con la región de saturación de FET?
- ¿Cuál es la función de transferencia de este desconocido sistema de primer orden?
- ¿Por qué los amplificadores tienen baja impedancia de salida?
- ¿Qué es un probador de fuente de alimentación y cómo funciona?
- Se observa que el potencial eléctrico entre dos cargas positivas colocadas en A y B disminuye primero y luego aumenta a medida que la carga en A se mueve hacia B, ¿por qué?
Si traza esta dependencia de frecuencia, obtendrá la siguiente trama:
Puede ver que la amplitud es mayor para filtrar las frecuencias más altas, en lugar de las más bajas. Esta es la esencia detrás del diferenciador que actúa como un filtro de paso alto. Del mismo modo, el integrador RC actúa como un filtro de paso bajo (intercambia las posiciones del condensador y la resistencia).
Del mismo modo, el caso de un diferenciador Op-amp:
(Fuente de la imagen: Amplificador diferenciador – El diferenciador del amplificador operacional )
Esto puede considerarse como un amplificador inversor con impedancias complejas representadas por las dos impedancias (R y C):
Por lo tanto, la ganancia es -Zr / Zc.
Zr = R, mientras que Zc = 1 / jwC.
Por lo tanto, la ganancia es = -jwRC.
Debido a la presencia del término de frecuencia (w) en el numerador de la ganancia, se espera que el circuito muestre un comportamiento similar al filtro de paso alto. Sin embargo, esto solo es válido hasta la frecuencia en la que la ganancia de bucle abierto del amplificador operacional es constante. Una vez que esta ganancia de bucle abierto comienza a caer (comportamiento similar a 1 / w típicamente), la acción del diferenciador también se verá afectada invariablemente. Además de otros problemas, uno recurre al uso de un condensador de “caída” en paralelo con la resistencia, de modo que la ganancia de alta frecuencia se mantiene constante.
(Fuente: diferenciador ).