¿Uso de resistor de 100K ohmios junto con un capacitor de 0.1uF?

Question

En el diagrama de circuito a continuación, ¿por qué hay un resistor de 100KΩ (NO ES R2) conectado al capacitor? Según mi entendimiento, el capacitor y el resistor actúan como un filtro pasaaltos para bloquear el offset de CC del micrófono, pero dado que solo el capacitor bloquea la CC, ¿por qué se utiliza el resistor de 100k? Según el autor del video (enlace abajo), él dijo que el resistor de 100k se usa "para no sobrecargar la salida sin amplificar del micrófono". No entiendo esta parte.

También, ¿se puede utilizar solo un capacitor en este circuito o en cualquier otro circuito sin el resistor de 100k?

¡Tutorial de filtro pasivo pasaaltos RC!

Answer 1

La resistencia está ahí para proporcionar un camino de CC para la corriente de polarización de entrada del amplificador operacional.

Normalmente se selecciona para que sea la misma que la resistencia de CC conectada a la otra entrada, para que la corriente de polarización no produzca un desplazamiento de voltaje en la salida del amplificador operacional. Pero en este caso, la resistencia de CC efectiva en la entrada inversora es solo 1 k||100 k = 990 Ω, por lo que ese beneficio no se realiza aquí.

También se selecciona para que sea lo suficientemente alta como para no afectar la respuesta en frecuencia del circuito en general (en conjunto con el capacitor de bloqueo de CC). En este caso, 0.1 µF y 100 kΩ tienen una frecuencia de cruce de

$$\frac{1}{2\pi R C} = 15.9 Hz$$

Esto significa que para frecuencias por encima de este valor, la resistencia no tendrá efecto en la señal de CA, pero habrá un desvanecimiento (pérdida de amplitud) por debajo de esta frecuencia. Este efecto de "carga" es probablemente a lo que se refería el autor del video.

Answer 2

La respuesta de Dave Tweed es excelente en cuanto a los hechos (y por eso le di un voto arriba). Dado que esta es básicamente una pregunta para novatos que está cubierta/contestada en la mayoría de los libros introductorios de electrónica, tal vez valga la pena hacer un añadido: ¡cómo descubrirlo (o convencerte)... usando SPICE!

Estoy usando un opamp diferente, el NE5532, que probablemente tenga corrientes de polarización más altas, pero que es comúnmente usado en audio. El circuito en sí es básicamente el mismo, excepto que he añadido sabiamente un capacitor de salida también... lo cual no es una mala idea como podrás ver a continuación:

Hay aproximadamente -5V de polarización de CC en la salida (antes del capacitor). Y esto se origina por la amplificación de la tensión de polarización de entrada (aproximadamente -50mV) causada en la entrada por la corriente que fluye a través de la resistencia de polarización de la entrada positiva R10. Ahora observa qué sucede cuando aumentamos esta resistencia R10 a 100Mohm (o la eliminamos por completo).

La salida entra en saturación; tenemos una pista de por qué sucede porque la tensión de desbalance de entrada también es mucho más alta que antes (aproximadamente -200mV en lugar de -50mV).

También puedes hacer una barrida paramétrica de algunos valores para R10, en este caso 50K, 100K, 150, 200K, lo cual resulta ser suficiente para causar saturación de la salida con el NE5532.

Y si tienes curiosidad acerca de eliminar (tanto como sea posible, en la práctica no será perfecto) la tensión de desbalance, entonces necesitas agregar otra resistencia (R3=R10) para igualar aproximadamente las corrientes de entrada. Esto solo es relevante si deseas prescindir del capacitor de salida como intenta hacer el circuito de la pregunta. Pero eso es básicamente otro tema, que es el tema de una pregunta diferente aquí.)

Finalmente, he subido el código fuente para uno de los circuitos anteriores (muy similares), específicamente el tercero/paramétrico, para que ustedes (novatos) puedan experimentar por sí mismos. Necesitas el macromodelo del opamp NE5532 para que el código funcione tal como está (aunque prácticamente cualquier opamp funcionará de la misma manera pero causará saturación en diferentes valores de R10) y por supuesto el simulador LTSpice IV.