Wat is Tijdconstante?

Maat voor de snelheid van de stapresponsie van bijvoorbeeld een RC-schakeling; bij een RC-schakeling is τ = RC. Na een tijd τ is ongeveer 63% van de eindwaarde bereikt en na ongeveer 5τ is de respons vrijwel tot rust gekomen.

Japanse benaming: 時定数

“Tijdconstante” komt voor in 3 oefenvragen uit 2 onderwerpen, bijv. A/D- en D/A-conversie, Analoge en elektronische schakelingen.

Vakgebied: Analoge en elektronische schakelingen

Nu oefenen: vragen over Tijdconstante

Na welke tijd bereikt de condensatorspanning bij de stapresponsie van een RC-schakeling circa 63% van de eindwaarde?

  1. ARC / 2
  2. BRC (tijdconstante)
  3. C5RC
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: B. RC (tijdconstante)

De condensatorspanning van een RC-schakeling verloopt als V(1 − e^(−t/RC)) en bereikt bij t = RC 1 − 1/e ≈ 63%. Dit RC is de tijdconstante τ; bij 2τ is dat circa 86%, bij 3τ circa 95% en bij 5τ meer dan 99%, zodat in de praktijk bij 5τ het opladen als voltooid wordt beschouwd. Bij 10 kΩ en 1 µF is τ bijvoorbeeld 10 ms. Het wordt gebruikt voor de vertraging van resetschakelingen van microcontrollers, het onderdrukken van schakelaarstuiteren en het schatten van de oplaadtijd van een cameraflits.

Wat is de belangrijkste reden om vóór de ingang van een successive-approximation-AD-converter een driverschakeling, zoals een op-amp, te plaatsen?

  1. AOm de kleur van het ingangssignaal te veranderen
  2. BOm de interne samplecapaciteit van de ADC in korte tijd op te laden en de ingangsspanning nauwkeurig vast te leggen
  3. COm het vermogensverbruik van de ADC nul te maken
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: B. Om de interne samplecapaciteit van de ADC in korte tijd op te laden en de ingangsspanning nauwkeurig vast te leggen

Een SAR-ADC koppelt op het samplemoment een interne capaciteit (enkele pF tot tientallen pF) aan de ingang. Bij een hoge impedantie van de signaalbron kan deze in de korte acquisitietijd niet volledig worden opgeladen, zodat de spanning niet nauwkeurig wordt vastgelegd. Voor instelling tot N bits nauwkeurigheid is een tijd van circa (N+1)·ln2 maal de tijdconstante nodig. Dit wordt ondervangen door een driver met lage uitgangsimpedantie te combineren met een RC-filter dat tijdelijk lading levert (charge bucket).

“Tijdconstante” in de toelichting

Vragen met “Tijdconstante” (3)

  1. Na welke tijd bereikt de condensatorspanning bij de stapresponsie van een RC-schakeling circa 63% van de eindwaarde?
  2. Wat is de belangrijkste reden om vóór de ingang van een successive-approximation-AD-converter een driverschakeling, zoals een op-amp, te plaatsen?
  3. Welke uitspraak over de "acquisitietijd" van een sample-and-holdschakeling is juist?

Verwante termen

Numerieke apertuur (NA) Operationele versterker (op-amp) SAR-ADC (successive approximation) Sample-and-holdschakeling 1/f-ruis (flickerruis) Afsnijfrequentie (cutoff frequency) Bandgap-referentiespanningsschakeling CMRR (common-mode rejection ratio) Comparator Differentiële versterker

Naar de woordenlijst