9.3 : Respuesta de frecuencia

La ganancia y el cambio de fase son propiedades de los circuitos lineales que describen el efecto que tiene un circuito sobre un voltaje o corriente de entrada sinusoidal. El comportamiento del circuito que contiene elementos reactivos dependerá de la frecuencia de la sinusoide de entrada. Como resultado, se observa que la ganancia y el cambio de fase serán funciones de frecuencia.

Ganar:

Supongamos que V_in es la entrada y V_out es la señal de salida a un circuito.

Las señales de entrada y salida tienen amplitud A y B y un ángulo de fase de 0° y θ°, respectivamente.

La ganancia del circuito da la relación entre los tamaños de las sinusoides de entrada y salida. En particular, la ganancia (K) es la relación entre la amplitud de la sinusoide de salida y la amplitud de la sinusoide de entrada.

Cuando la ganancia K es mayor que la unidad, implica amplificación, mientras que una ganancia menor que uno indica atenuación. La ganancia se describe mediante una escala logarítmica. Cuando se expresa en decibelios (dB), la ganancia proporciona una manera conveniente de representar números muy grandes y muy pequeños en la misma escala. La ganancia en decibelios se calcula mediante la fórmula:

Dónde:

dB es la ganancia en decibeles,

K es la ganancia,

log es el logaritmo en base 10.

Cambio de fase:

El cambio de fase se refiere a la cantidad en la que la fase de la señal de salida se retrasa o avanza en comparación con la fase de la señal de entrada. Es la diferencia angular entre las sinusoides de salida y entrada. La señal de entrada y salida tiene un ángulo de fase de 0° y θ° respectivamente, entonces el desplazamiento de fase (θ_shift) viene dado por:

Un desplazamiento θ positivo indica que la señal de salida está retrasada con respecto a la señal de entrada, mientras que un desplazamiento negativo significa que la señal de salida, adelanta a la señal de entrada.