Con ogni probabilita` questa cosa la sapete gia` e sono io che cado dalle nuvole, ma trovo la cosa interessante e quindi ve la racconto. Dato che ci ho perso un paio d'ore, magari potrebbe servire a qualcuno affinche` non debba fare altrettanto. :)
Prendete il circuito classico del derivatore:
[FIDOCAD] MC 105 65 0 0 580 MC 100 40 2 0 450 MC 100 45 1 0 080 MC 65 75 2 0 080 MC 115 105 0 0 080 MC 70 75 0 0 170 MC 115 95 0 0 170 LI 80 75 85 75 LI 85 75 105 75 LI 105 65 100 65 LI 100 65 100 55 LI 100 45 100 40 LI 65 75 70 75 LI 45 75 55 75 LI 115 95 100 95 LI 125 95 135 95 LI 135 70 135 105 LI 135 105 125 105 LI 115 105 100 105 LI 100 105 100 75 SA 135 95 SA 100 95 SA 100 75 MC 100 20 2 0 040 TY 80 25 5 3 0 0 0 * Voffs TY 105 45 5 3 0 0 0 * 10k TY 115 110 5 3 0 0 0 * 5k TY 115 85 5 3 0 0 0 * 1u TY 70 80 5 3 0 0 0 * 2u TY 55 65 5 3 0 0 0 * 2k5 MC 35 75 0 0 073 MC 150 70 0 0 073 LI 130 70 150 70 SA 135 70 BE 60 130 60 125 65 125 65 130 BE 70 130 70 135 65 135 65 130 BE 70 130 70 125 75 125 75 130 BE 80 130 80 135 75 135 75 130 BE 80 130 80 125 85 125 85 130 BE 90 130 90 135 85 135 85 130 BE 90 130 90 125 95 125 95 130 BE 100 130 100 135 95 135 95 130 BE 100 130 100 125 105 125 105 130 BE 110 130 110 135 105 135 105 130 BE 110 130 110 125 115 125 115 130 BE 120 130 120 135 115 135 115 130 BE 120 130 120 125 125 125 125 130 BE 130 130 130 135 125 135 125 130 BE 130 130 130 125 135 125 135 130 BE 140 130 140 135 135 135 135 130 BE 60 160 60 155 65 155 65 160 BE 70 160 70 165 65 165 65 160 BE 70 160 70 155 75 155 75 160 BE 80 160 80 165 75 165 75 160 BE 80 160 80 155 85 155 85 160 BE 90 160 90 165 85 165 85 160 BE 90 160 90 155 95 155 95 160 BE 100 160 100 165 95 165 95 160 BE 100 160 100 155 105 155 105 160 BE 110 160 110 165 105 165 105 160 BE 110 160 110 155 115 155 115 160 BE 120 160 120 165 115 165 115 160 BE 120 160 120 155 125 155 125 160 BE 130 160 130 165 125 165 125 160 BE 130 160 130 155 135 155 135 160 BE 140 160 140 165 135 165 135 160 LI 60 120 60 170 LI 60 170 140 170 MC 60 120 3 0 074 MC 140 170 0 0 074 TY 145 125 5 3 0 0 0 * Segnale 1 TY 145 155 5 3 0 0 0 * Segnale 2Il circuito e` dimensionato per rilevare la velocita` di variazione di segnali relativamente lenti (sotto all'hertz) che variano suppergiu` da 0 a
10V. Supponete ora di applicare in ingresso un segnale sinusoidale a 1 Hz di 1 volt picco-picco, sommato con una certa componente continua. Variando la componente continua (ad esempio applicando segnale1 o segnale2, come dal disegno), l'uscita dovrebbe rimanere identica; la derivata di [K+V(t)] e` sempre V'(t), qualunque sia K.Monto il circuito, faccio questa prova, e invece l'ampiezza del segnale in uscita varia, e mica di poco! Ho stimato variazioni di oltre il 50%. Queste variazioni sono anche legate alla tensione Voffs (che applico perche` l'operazionale ha un'alimentazione singola). In particolare, piu` la componente continua del segnale in ingresso e` vicina a Voffs, piu` la componente sinusoidale del segnale in uscita cresce.
Come si spiega questa cosa? Metto uno spoiler, cosi` potete pensarci un po' prima di leggere la "soluzione". :) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Abbiamo gia` parlato in passato delle non-linearita` dei condensatori, in particolare del fatto che la capacita` dei condensatori dipenda dalla tensione ai loro capi; ma non credevo che la dipendenza fosse cosi` enorme!
Il colpevole e` appunto la capacita` in ingresso da 2 uF, nella pratica due consensatori in parallelo da 1 uF, SMD, 25V, non polarizzati, dielettrico Y5V, tipo questi:
Notate il grafico "capacitance change vs. DC bias voltage". La capacita` e` gia` a -80% al 20% della tensione nominale, e va addirittura a -90% in prossimita` della tensione nominale! Nel caso del mio circuito, ai capi di questi condensatori ritroviamo circa la tensione Vin-Voffs, quindi quando Vin si avvicina a Voffs, ai capi del condensatore c'e` una tensione piccola e tutto va bene; in caso contrario la capacita` diminuisce in modo mostruoso e quindi capacita` minore->zero a frequenza piu` alta->segnale piu` attenuato a parita` di frequenza.
Ora al posto dei condensatori Y5V ho messo due condensatori diversi, tradizionali, non so esattamente le caratteristiche. Sono apparentemente dei ceramici multistrato, di quelli col contenitore blu "a goccia". A giudicare dai documenti che ho trovato questo tipo di condensatori puo` usare molti tipi di dielettrico, quindi e` difficile dirlo senza un codice preciso.