Comprender el arranque en filtros activos analógicos

" Bootstrapping " es una técnica común en los filtros activos (analógicos), donde la salida del filtro se retroalimenta a un nodo que de otro modo estaría conectado a tierra.

Por ejemplo, la topología de Sallen Key comienza con dos secciones L RC seguidas de un búfer de ganancia unitaria. Luego, la salida del búfer también se conecta a la base de la primera sección L (C3 en el siguiente esquema). Esto se dice que "inicia" ese nodo.

Aquí hay otro ejemplo, de una antigua nota de la aplicación National Semiconductor , en la que el nodo de tierra de un filtro de muesca Twin-T se 'arranca' para aumentar en gran medida la Q del filtro:

¿Cómo puedo entender el funcionamiento del 'bootstrap' intuitivamente?

Un ejemplo más simple sería un seguidor de voltaje de transistor en el que se utiliza bootstrapping para aumentar la impedancia de entrada. Normalmente, la impedancia de entrada se ve significativamente afectada (reducida) por las resistencias de polarización R1 y R2.

Al aplicar parte de la salida a una resistencia en serie R3, la impedancia de entrada aumenta ya que el mismo voltaje (o casi) aparece a ambos lados de R3, por lo que fluye poca corriente a través de él y se reduce el efecto de las resistencias de polarización.

Con filtros activos, la situación es más complicada debido al cambio de fase. Curd ofrece una explicación que también podría aplicarse a los filtros de paso de banda, pero no estoy seguro de que haya una forma razonable de entender intuitivamente cómo funciona esto en el caso del LPF de S&K. ¡Quizás otros sepan diferente!

Una señal sinusoidal que pasa a través de un filtro de muesca T cambia de fase.

Por lo tanto, el arranque significa conectar el punto normalmente conectado a GND a la señal desplazada de fase almacenada.
Entonces, la señal a la frecuencia de muesca (o cerca de ella) no solo tiene que funcionar contra GND sino también contra su propio opuesto (señal negativa).

Esto mejora el filtro (mayor Q) como se describe en la nota de la aplicación.