Raddrizzatore a semplice semionda con filtro capacitivo

Novembre 27th, 2022 | by Marcello Colozzo |

resistenza, condensatore, diodo,filtro capacitivo — **Fig. 1.**

Consideriamo lo schema di fig. 1, in cui l'ingresso è v_{in}(t)=120sin(500pt). Nella nostra analisi trascuriamo la tensione ai capi del diodo (ciò equivale a trascurare la resistenza interna del diodo). Nella semionda positiva il diodo è in conduzione, per cui la differenza di potenziale ai capi del condensatore assume il valore di picco negli istanti:

Quindi il primo picco è raggiunto in t₁=(&pi:/2ω). Segliamo i valori di R e C sufficientemente alti (R=1kΩ , C=5µF ) in modo che la costante di tempo RC sia molto maggiore del tempo impiegato da v_in(t) ad assumere valori negativi. Cioè

In altre parole, l'inversione del segno di v_in(t) (e quindi della polarizzazione del diodo) è istantanea nella scala dei tempi del processo di scarica del condensatore. Ne segue che per t>t1 il condensatore si scarica attraverso la resistenza, per cui v_out(t) è la discesa esponenziale che come è noto, caratterizza un circuito RC

La successiva semionda positiva (t=2π/ω) manda nuovamente in conduzione il diodo, per cui il condensaotre si ricaricherà fino al raggiungimento del valore di picco V_M=120V . Successivamente si ripresenterà il processo di scarica che risulterà in tal modo, periodico con lo stesso periodo del segnale di ingresso. La tensione di uscita è un'oscillazione il cui andamento è graficato in fig. 1, con un'ampiezza minore della tensione di ingresso. Il fenomeno di ondulazione di v_out è denominato ripple.
Il valor medio è

e può essere reso dello stesso ordine di grandezza del picco della tensione di ingresso, aumentando la costante di tempo RC, in particolare la capacità utilizzando condensatori elettrolitici. L'ampiezza picco-picco del ripple è