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Interpreta magnitud y fase en un diagrama de Bode

Calcula una frecuencia de corte de primer orden,decibelios y frecuencias de prueba significativas.

Una relación,no una tensión absoluta

Para una función de transferencia de tensión,la magnitud en decibelios es 20log⁡10∣H∣20\log_{10}|H|,donde H es tensión de salida dividida por tensión de entrada bajo una carga declarada. Una relación de tensión de 2 es 6.0206 dB;una de 0.1 es −20 dB. El factor 10 corresponde a relaciones de potencia. Mezclar ambas convenciones duplica o divide por dos el resultado representado.

Un paso bajo RC sin carga con salida sobre C tiene H(jω)=1/(1+jωRC)H(j\omega)=1/(1+j\omega RC). Su frecuencia de corte es fc=1/(2πRC)f_c=1/(2\pi RC). Sean R = 10 kΩ y C = 100 nF. Entonces fc = 159.154943 Hz. En fc,la magnitud es 1/√2 = 0.707107,o −3.0103 dB,y la fase −45°. El corte no es el punto en que desaparece de pronto la salida.

Tres puntos de comprobación útiles

FrecuenciaMagnitudGananciaFase
0.1 fc0.995037−0.043214 dB−5.710593°
fc0.707107−3.010300 dB−45°
10 fc0.099504−20.043214 dB−84.289407°

Muy por encima del corte,esta respuesta de primer orden se aproxima a una pendiente de −20 dB por década. La asíntota es un esbozo útil,no la curva exacta cerca de fc. La fase se aproxima a −90° a alta frecuencia. El espaciado logarítmico de frecuencia permite leer la banda pasante de baja frecuencia y la caída de alta frecuencia.

La carga debe seguir en el modelo

Si se coloca una carga de 10 kΩ sobre el condensador,la ganancia de continua es 0.5 y el polo usa 5 kΩ por C. La salida absoluta en el polo es entonces 0.5/√2,no 0.707107. Un «punto de −3 dB» suele significar 3 dB por debajo de la ganancia de banda pasante,así que indica la referencia.

Planifica un barrido de alterna de al menos dos décadas alrededor del corte previsto y añade frecuencias exactas de comprobación. Un barrido amplio muestra la forma;los puntos exactos respaldan la aceptación numérica. Compara conjuntamente magnitud y fase,porque seleccionar un nodo incorrecto puede producir por accidente una magnitud plausible a una frecuencia.

Inténtalo tú

Un paso bajo tiene ganancia de continua 4. ¿Cuál es su magnitud en su polo de primer orden y la ganancia absoluta en dB allí?

Leer la explicación

La magnitud es 4/√2 = 2.828427. La ganancia absoluta es 20 log10(4) − 3.0103 = 9.0309 dB;está 3.0103 dB por debajo de la banda pasante de 12.0412 dB.

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