¿Por qué un filtro RC tan inusual?

Question

Tengo una placa de pruebas con 2 chips de audio: WM8533 y AK4954A. Sus salidas están conectadas a enchufes de auriculares así:

WM8533 -- R------ headphone1
              |
              C
              |
             ///

AK4954A --------- headphone2
            |
            C
            |
            R
            |
           ///

Así pues, el primero es un filtro RC clásico. Pero, ¿qué es el segundo? Supongo que también es un filtro de paso bajo, pero ¿por qué es diferente? Busqué en Google los filtros RC, pero todos los ejemplos y tutoriales sólo explican el primer circuito y nadie menciona el segundo. ¿Sabéis la diferencia y las ventajas de uno frente a otro? Gracias

Answer 1

Un altavoz o muchas otras cargas inductivas pueden modelarse como una resistencia + un inductor en serie. La impedancia aumenta con la frecuencia.

Añadir una "red Zoebel" / "célula Bocherot" debidamente dimensionada en paralelo con el altavoz, etc., tiende a hacer que la impedancia sea constante (o es un intento de ello).

• Wikipedia: Célula de Boucherot que corrige la impedancia de los altavoces

El condensador hace que la resistencia tenga un efecto de carga creciente con el aumento de la frecuencia "compensando la LR en serie".

Diseñado correctamente, R = Rspeaker y C = L/R^2

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Wikipedia
Desde aquí como red Zoebel O
Desde aquí como célula Boucherot

Wikipedia:

• Una célula Boucherot (o red Zobel) es un filtro electrónico que se utiliza en los amplificadores de audio para amortiguar las oscilaciones de alta frecuencia que pueden producirse en ausencia de cargas a altas frecuencias. Llamada así en honor a Paul Boucherot, una célula Boucherot suele estar formada por una resistencia y un condensador en serie, que suele colocarse a través de una carga, para conseguir estabilidad. 1

  Se suele ver en los amplificadores de potencia analógicos a la salida de la etapa del driver, justo antes del inductor de salida. La inductancia de la bobina de un altavoz genera una impedancia ascendente que se ve agravada por el inductor de salida que generalmente se encuentra en los amplificadores de potencia analógicos; la célula se utiliza para limitar esta impedancia. 2

  La documentación de algunos amplificadores de potencia sugiere el uso de una "célula Boucherot entre las salidas y la tierra o a través de la carga". 3

  Además, las células de Boucherot se utilizan a veces en el conductor de graves (y en el rango medio) de un sistema de altavoces, con el fin de mantener una impedancia de punto de conducción más constante, tal como la "ve" un crossover pasivo. En esta disposición específica, la célula Boucherot también se conoce a veces como red Zobel. 2

  Algunos diseños de cruces de altavoces pretenden estabilizar la impedancia a altas frecuencias incluyendo redes de Zobel[4].

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No sólo el audio:

El diagrama que se muestra a continuación procede de la página 5 de la hoja de datos de ST a la que se hace referencia en la referencia 3.
Muestra dos x Células Boucherot utilizadas en un conductor de motor.
Dicen:

SUGERENCIA DE APLICACIÓN
Para evitar que se produzca una posible inestabilidad en la fase final las sugerencias habituales para las etapas de potencia lineal de potencia lineal, como por ejemplo :

• precisión del diseño ;

• Un condensador de 100nF conectado entre los pines de alimentación y tierra;

• célula boucherot (0,1 a 0,2 µF + 1 serie) entre salidas y tierra o a través de la carga. Con el funcionamiento de una sola alimentación, una resistencia (1k) entre la salida y el pin de alimentación puede ser necesaria para la estabilidad.

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(1) Rane Professional Audio Reference Home - Boucherot
(2) Inicio de Rane Professional Audio Reference - Zobel

(3) ST, AMPLIFICADORES DE BAJA POTENCIA DE FUNCIONAMIENTO DUAL, julio de 2003, parte superior de la página 5, columna derecha. <- El enlace original de ST en WIkipedia está roto.

(4) Revista de los Laboratorios Bell: Zobel, O. J., "Theory and Design of Uniform and Composite Electric Wave Filters", Bell Sys. Tech. J., Vol. 2, pp. 1-46, Enero de 1923.