Para un filtro RC que toma señales analógicas (audio), ¿cuál es el efecto de elegir una resistencia de tolerancia del 5% frente a una resistencia de tolerancia del 1%?

Answer 1

La tolerancia de resistencia en realidad no está relacionada con la tendencia a que el valor de una resistencia cambie con el tiempo. Pero en cambio, la tolerancia de la resistencia tiene más que ver con la fabricación y cómo se vende.

Las resistencias, como muchos componentes eléctricos, se fabrican en grandes lotes, y el proceso de fabricación no tiene un control preciso sobre el posible valor de resistencia de la resistencia. En cambio, después de la fabricación, se miden las resistencias, y las que tienen características similares se agrupan y venden como resistencias de cierto valor.

Una tolerancia de resistencia del 5% es simplemente una resistencia cuya resistencia está dentro del 5% de la resistencia marcada. Una tolerancia de resistencia del 1% es simplemente una resistencia cuya resistencia está dentro del 1% de la resistencia marcada. Ambos tipos de resistencia pueden tener coeficientes de temperatura comparables.

Lo mismo puede decirse de los condensadores. Un condensador de tolerancia del 20% no significa que su valor de capacitancia cambiará en un 20%, solo significa que la capacitancia está dentro del 20% del valor marcado. (El valor real por el cual cambia la capacitancia se puede encontrar en otra parte de la hoja de datos).

Por lo tanto, está bien usar condensadores de tolerancia del 20% o resistencias de tolerancia del 5% en los filtros RC, si está de acuerdo con que esos valores sean ligeramente diferentes a los valores marcados en esa cantidad, y siempre que las otras características del componente sean Adecuado para su propósito.

Lo que, por supuesto, puede hacer es comprar muchos condensadores y resistencias, medir sus valores y vincularlos para lograr el filtro correcto que desee. No es raro que los circuitos construidos a mano usen condensadores al 20%, los midan y luego usen una resistencia al 0.5% que le brinde el filtro deseado.

Answer 2

la frecuencia de esquina del filtro dependerá de la constante de tiempo RC (producto) de la R & C.
Eso significa que la esquina frec. del filtro variará con la tolerancia de la resistencia y el condensador.

Resulta que la variación total de la frecuencia del filtro, entonces en porcentaje, es la suma de las tolerancias de los componentes.

Entonces, cuando obtienes una resistencia de tolerancia del 5 por ciento de 100 ohmios, eso significa que su valor real será de 95 a 105 ohmios.

En términos de un filtro, supongamos que está haciendo un filtro de corte alto para eliminar el silbido a 2000 Hz.

Si utiliza un condensador de 20% y una resistencia de 5%, cada filtro puede ser +/- 25 por ciento, lo que significa 1500 Hz a 2500 Hz.

Si usa un condensador de 20% y una resistencia de 1%, la variación potencial será de +/- 21%, por lo que su filtro puede terminar en cualquier lugar entre 1580 y 2420.

En este caso, la tolerancia del condensador domina completamente la varianza.

Solo recuerde que si está construyendo un filtro estéreo con dos canales y dos conjuntos independientes de componentes independientes, puede terminar con un canal a 1500 y el otro a 2500 Hz, una gran diferencia audible.

Si está creando una única vez, puede medir y seleccionar componentes para al menos obtener una buena coincidencia entre canales. Si está diseñando para la producción, un capacitor de 5% y una resistencia de 1% sería una mejor opción porque la mano de obra de selección es cara en comparación con el costo adicional en mi opinión, pero no sé qué está construyendo y cuál es su tolerancia.

Otra consideración es que el cambio del valor parcial con la temperatura (tempco) y el tiempo (estabilidad), son factores que ni siquiera se consideraron anteriormente, no están necesariamente vinculados a la tolerancia inicial. Estos se dan como especificaciones de la pieza también. En general, sin embargo, no tiene sentido tener una parte de tolerancia del 10% con un coeficiente de temperatura muy ajustado de 25 ppm (~ .25% sobre un rango de temperatura normal) o una estabilidad en el tiempo de más del 1%, por lo que generalmente las partes están comprometidas por un costo similar. El rendimiento es las tres áreas.

Answer 3

Dependiendo de los métodos de fabricación, es probable que una resistencia del 5% tenga un descuento de alrededor del 5% del valor marcado; si se probara dentro del 1%, se vendería por más dinero como una resistencia del 1%.

Esto esencialmente significa que es probable que su frecuencia 3db esté apagada en un 5% debido a la resistencia. Si está utilizando un condensador del 20%, el condensador también podría reducir su frecuencia 3db en un 20%.

Otra cosa a considerar es la tecnología de fabricación específica de la resistencia en relación con su aplicación. Si la resistencia del 5% y la resistencia del 1% se construyen utilizando tecnologías diferentes, pueden tener características térmicas diferentes.

Como mencionó el usuario de Quora, un filtro de muesca, duplexor, paso de banda estrecho, etc. será más sensible a la tolerancia del 1% frente al 5%; su rechazo puede variar en un orden de magnitud desde un cambio de diseño tan simple. Para aplicaciones muy precisas, puede usar una resistencia de montaje en superficie del 5%, pero recortarla con láser en producción para obtener la resistencia exacta que necesita / maximizar el factor “Q” / etc.

Answer 4

La forma de obtener un filtro que produzca exactamente las características que desea es medir realmente los valores de sus componentes, y luego “incorporarlos” sustituyéndolos por otros ligeramente diferentes (del mismo valor nominal o uno al lado) hasta que ponlo a prueba (un osciloscopio es obviamente la herramienta de elección aquí). Las marcas son solo una aproximación de ese valor, no una declaración exacta de él. Si usa un VOM calibrado de 3-1 / 2 dígitos, se sorprenderá de cuántos componentes están realmente fuera del rango de tolerancia establecido. Obviamente, puede cambiar los cambios de R y C hasta cierto punto, lo que le brinda muchas más posibilidades incluso con un pequeño kit de componentes.

La deriva en el valor con el tiempo, por cierto, no está relacionada con la tolerancia. Una tapa de cerámica, por ejemplo, no se desplazará en ninguna cantidad notable, sin importar cuál sea su tolerancia; un electrolítico, a menos que obtenga algunos realmente de alta gama, lo hará, por mucho. Las resistencias de alambre y de película metálica no se desplazan mucho; los carbonos, especialmente cuando se ejecutan cerca de su potencia máxima, sí. También hay variaciones basadas en la temperatura que debe tener en cuenta en cualquier aplicación de precisión: desea asegurarse de que la cantidad de desviación dentro del rango de temperatura utilizable no lo lleve fuera de sus especificaciones.

Tenga en cuenta que esto se aplica no solo a los componentes pasivos, sino también a los activos. En los días en que estaba involucrado en la construcción de la electrónica para el reloj maser basado en la Tierra para Hughes Aircraft, recuerdo haber luchado con un filtro de paso de banda muy estrecho durante días, simplemente no funcionaría según las especificaciones, hasta una noche cuando decidí, por pura y sangrienta mentalidad, comenzar a intercambiar el chip del amplificador operacional con cada una de las dos docenas que tenía (el mismo tipo, la misma ejecución incluso). Resultó que había más de 20 dB de rechazo de ruido / variación de ganancia dentro de la carrera, y tuve mi filtro trabajando unos minutos más tarde. Estas eran partes de especificaciones militares, por cierto.

Answer 5

El efecto con componentes de menor tolerancia será menor precisión en cuanto a la frecuencia central exacta / frecuencia de corte. Esto podría mitigarse agregando un potenciómetro de ajuste en serie con la resistencia y ajustándolo “a mano” si no desea utilizar tapas y resistencias de mayor tolerancia.

Además, varias tapas y resistencias tendrán diferentes niveles de ruido y perfiles sónicos, si le preocupa la alta fidelidad. Por ejemplo, las resistencias del 5% pueden agregar más ruido (ruido blanco) al circuito que las resistencias del 1%.

Answer 6

No hay mucha diferencia en absoluto para la mayoría de los filtros, ya que la caída es muy gradual, como 6 db por octava, por lo que un pequeño porcentaje no es realmente notable.

Sin embargo, puede ser un gran problema si haces un filtro RC activo con un amplificador operacional. Eso eleva la “Q” o nitidez y luego los valores tienen que ser mucho más precisos.

Answer 7

Si está construyendo una sola unidad, puede comprar algunas resistencias, medirlas y elegir la que funcione mejor. Recuerde que en la mayoría de los casos solo puede elegir entre los valores estándar (es decir, puede comprar 220 ohmios pero no 215 ohmios), por lo que su valor ideal para un filtro podría ser más fácil de obtener eligiendo el correcto de un lote del 20% Resistencias de tolerancia.