Berekening uit scoopbeeld (Techniek Radio/TV)

door Onno , 21.03.2010, 10:13 (5361 dagen geleden) @ Onno
Bewerkt door Onno, 21.03.2010, 11:12

Onderstaand beeld heb ik gemaakt met een foliecondensator van 10 uF met een weerstand van 1 ohm in serie. Zie schema onderaan.
Daarme simuleer ik een elco met een ESR (effective series resistance of inwendige weerstand) van 1 ohm
Op de condensator en weerstand zetten we een blokvormige stroom van 5 mA(top) met een frequentie van 10 kHz.
Het bovenste spoor is de spanning op de condensator, 20mV/schaaldeel (hokje).
Het onderste spoor is het signaal van de generator (5 Vtop = 10 Vtt) weergegeven met 20V/schaaldeel.

Berekenen van de capaciteit en de ESR uit het scoopbeeld gaat als volgt.

Capaciteit:
De capaciteit haal je uit de helling. Die duurt een halve periode, t=0,5/f, in deze tijd krijgt de condensator een lading deltaQ= t*I =0,5*I/f (I de topwaarde van de blokgolf).
De spanning en lading over een condensator verhouden zich als Q=C*U, uit de spanningsverandering ΔU kun je dus de capaciteit berekenen:
C=0,5*I/(deltaU*f)= I/(2*deltaU*f)
Uit het scopeplaatje lezen we een spanningsverandering van ca 22mV (iets meer dan een schaaldeel) zodat:
C=5mA/(2*22mV*10kHz)=11 uF,
wat met de nauwkeurigheid van de frequentie en de aflezing van de scope dicht genoeg bij de echte waarde van 10 uF is.

ESR:
Uit de sprong bij de overgang tussen de twee schuine delen kun je de ESR bepalen.
Dit is gewoon de wet van ohm: deltaU=R*deltaI=R*2*I (de stroomverandering is de top-waarde van de blokgolf, is twee maal de topwaarde)
Uit het scopeplaatje lezen we: R=10mV/10mA=1 ohm en dat klopt prima.

--
Vriendelijke groeten,
Onno