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Reatância de capacitor de acoplamento para áudio

Etapa 1 / 3 Reatância capacitiva (Xc)
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Um capacitor de acoplamento deixa passar o sinal de áudio e bloqueia a componente contínua, mas só funciona bem se sua reatância for pequena em comparação com a carga. Informe o valor do capacitor e a menor frequência que você quer reproduzir para ver quanto ele se opõe ao sinal.

Verifique um capacitor de acoplamento

  1. 1

    Informe a menor frequência

    Use a nota mais grave que você quer deixar passar, por exemplo 20 Hz para áudio de faixa completa.

  2. 2

    Informe o valor do capacitor

    Digite a capacitância em µF, por exemplo 1 ou 10.

  3. 3

    Compare Xc com a carga

    Xc deve ser bem menor que a impedância de entrada do próximo estágio. Um décimo dela ou menos é uma meta comum.

A regra prática

O capacitor e a resistência de entrada do próximo estágio formam um filtro passa-altas. Sinais abaixo da sua frequência de corte fc = 1 / (2πRC) são atenuados. Para manter os graves, faça Xc na menor frequência ser claramente menor que R. Se Xc for igual a R em 20 Hz, o sinal já está 3 dB abaixo nesse ponto.

Reatância de um capacitor de acoplamento de 1 µF

Frequência Xc
20 Hz ≈ 7957,75 Ω
100 Hz ≈ 1591,55 Ω
1 kHz ≈ 159,15 Ω
20 kHz ≈ 7,96 Ω

Em uma entrada de 10 kΩ, Xc em 20 Hz fica em torno de 8 kΩ, próximo de R, então 1 µF daria um corte perto de 15,9 Hz e uma queda suave nos graves mais profundos.

Exemplo de dimensionamento

A carga é de 10 kΩ e você quer um Xc de no máximo 1 kΩ em 20 Hz.

C = 1 / (2π × 20 × 1000) ≈ 7.96 µF

Informe 20 e 8 na ferramenta: Xc sai em cerca de 994,7 Ω, logo abaixo de 1 kΩ. Um componente padrão de 10 µF dá cerca de 795,8 Ω em 20 Hz, uma margem confortável.

Outros fatores que afetam a escolha

  • Um eletrolítico polarizado precisa da polaridade correta e deve receber polarização CC em um único sentido.
  • Uma carga de resistência menor (fones de ouvido, entradas de baixa impedância) exige um capacitor bem maior para a mesma frequência de corte.
  • A calculadora mostra apenas a reatância ideal. A tolerância da peça e a impedância da fonte também deslocam o corte real.

Lendo o resultado para cargas comuns

Para uma entrada de 47 kΩ e um capacitor de 1 µF, o corte fica em torno de 3,4 Hz, o que deixa toda a faixa de áudio intacta. Para um alto-falante de 8 Ω, um capacitor de 1 µF seria uma má escolha, porque Xc é de cerca de 7958 Ω em 20 Hz, muito acima da carga. Cargas de baixa impedância pedem capacitores na faixa de centenas ou milhares de microfarads.

Uma nota sobre o teste

Teste primeiro a menor frequência. Se Xc for aceitável em 20 Hz, ele será ainda menor em todas as frequências mais altas, então a verificação vale para toda a faixa de áudio.

Perguntas frequentes

Pequena em comparação com a resistência da carga na menor frequência que você quer deixar passar. Um décimo da carga ou menos é uma meta de projeto comum.

Não, ela retorna apenas a reatância. Use fc = 1 / (2πRC) com a resistência da sua carga, ou encontre a frequência em que Xc é igual a R.

As frequências baixas veem um Xc grande, então a maior parte da tensão do sinal cai no capacitor em vez de na carga.

Não necessariamente. Depois do ponto em que Xc já é pequeno em relação à carga, mais capacitância muda pouco, e peças maiores aumentam tamanho, custo e corrente de fuga.

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