Qual é a função dos capacitores neste circuito?
Esta é uma continuação de uma pergunta anterior: Analisando o estágio de desequilíbrio do sinal, que era bastante amplo, pois abrangia algumas coisas, mas a resposta ali me apontou as direções corretas para que eu possa prosseguir.
No entanto, uma coisa em particular ainda é um mistério para mim:
As tensões In + e In- são do sinal de linha de áudio balanceado (https://en.m.wikipedia.org/wiki/Line_level) - significando impedância de 600 ohms e nível de + 4dBu. Qual é a função dos capacitores? A resposta à pergunta anterior sugere que é para bloquear o sinal de RF, então como isso funciona?
Pelo que sei, esses capacitores fornecem um caminho de alta impedância para o aterramento para o sinal de áudio (a reatância combinada para ambas as linhas de entrada seria em torno de 42pF, o que, para a faixa de áudio, forneceria reatância de 190M a 190K), então apenas a quantidade desprezível de sinal iria por esse caminho (não tenho certeza de qual reatância as bobinas do transformador fornecem, mas provavelmente pequena em comparação com os capacitores). Se considerarmos que deve funcionar como um escudo contra RF, então qual seria a base teórica para isso e como funcionaria? A reatância para frequências de RF seria muito mais baixa, então elas entrariam em curto? Mas o ruído não é cancelado de qualquer maneira porque In + e In- têm polaridade invertida, então o ruído induzido ao longo do cabo é cancelado (sentimos a diferença de tensão entre eles).
O contexto mais amplo:
Estou analisando um esquema específico, um compressor de áudio: https://www.soundskulptor.com/en/proddetail.php?prod=LA502
O esquema está aqui: https://www.soundskulptor.com/docs/la502-schematic-03.pdf
Respostas
Qual é a função dos capacitores?
Os dois 470 pF estão em série através da linha, então, ignorando o capacitor de 47 pF, os dois 470 pF atuam juntos como um único capacitor de valor de 235 pF. Isso é comumente usado e garante que qualquer captador de RF no cabo que poderia alimentar o transformador (como um sinal diferencial) seja em grande parte "curto" para ambas as linhas.
Em outras palavras, qualquer captação de RF de modo comum levemente desequilibrado é reduzida diferencialmente e ambas as entradas para o transformador recebem apenas uma fração do ruído diferencial de RF que seria passado para a saída do transformador caso os dois capacitores não estivessem presentes.
Isso é o que os dois capacitores de 470 pF fazem. Isso está muito claro.
O capacitor de 47 pF adicionado degrada a capacidade dos dois capacitores de 470 pF de reduzir o ruído diferencial porque, qualquer pequena diferença de tolerância entre os dois 470 pF significa que o 47 pF CRIARÁ um sinal de RF diferencial a partir de um verdadeiro sinal de RF de modo comum.
Então, minha convicção é que 47 pF pode ser um erro de julgamento por parte do designer, mas, sem o conhecimento da intenção do designer, isso é apenas um palpite.
Outro palpite - o ruído de modo comum de RF predominante no lado da entrada é tão alto que o 47 pF reduz esse ruído em muitos, muitos decibéis. Ao fazer isso, o ruído CM acoplado por meio da capacitância de entrelaçamento do transformador (do primário ao secundário) é reduzido em uma quantidade decente.
É assim que eu vejo:
Se In + e In- pularem para cima e para baixo simultaneamente (conhecido como ruído de modo comum), a corrente de modo comum igualmente fluiria pelos capacitores C1 / C2 E C5 em direção ao GND.
Se nenhum ruído de modo comum estiver presente, mas o ruído de modo diferencial (fluindo de In + para In-) em uma frequência muito mais alta do que a frequência de áudio (20Hz-20kHz), esse ruído é filtrado por C1 e C2, mas NÃO C5.
Dado o transformador T1, TUDO em seu lado de entrada é transferido para seu lado de saída, ou seja, o áudio e o ruído de modo diferencial de frequência mais alta. U1b é um amplificador OP de terminação única, com sua entrada referenciada ao GND secundário. Conseqüentemente, o ruído de modo comum e ruído de modo diferencial do lado primário de T1 também seriam amplificados.