Różnice między kondensatorami obejściowymi i odsprzęgającymi

Pojęcia „kondensator obejściowy” i „kondensator odsprzęgający” są używane zamiennie, chociaż istnieją między nimi wyraźne różnice.

Najpierw zrozummy kontekst, w którym pojawia się potrzeba obejścia. Podczas zasilania dowolnego aktywnego urządzenia podstawowym wymogiem jest, aby punkt wejścia zasilacza („szyny zasilającej”) miał możliwie najniższą impedancję (względem ziemi) (najlepiej zero omów, chociaż w praktyce nigdy nie można tego osiągnąć). Wymóg ten zapewnia stabilność obwodu.

Kondensator obejściowy („bypass”) pomaga nam spełnić ten wymóg, ograniczając niechcianą komunikację, np. „Szum” emitowany z linii elektroenergetycznej do danego obwodu elektronicznego. Wszelkie usterki lub zakłócenia pojawiające się na linii zasilającej są natychmiast omijane w masie obudowy („GND”), a tym samym uniemożliwia się wejście do systemu, stąd nazwa kondensatora obejściowego.

W przypadku różnych urządzeń w systemie elektronicznym lub różnych komponentów w tym samym obwodzie scalonym („IC”) kondensator obejściowy tłumi szumy wewnątrzsystemowe lub wewnątrzsystemowe. Sytuacja ta powstaje z powodu podobieństwa w postaci współdzielonej poczty elektronicznej. Nie trzeba dodawać, że przy wszystkich częstotliwościach roboczych należy ograniczyć wpływ hałasu.

Jeśli chodzi o ich fizyczne położenie w projekcie, kondensatory obejściowe są umieszczone w pobliżu zasilaczy i styków zasilających złączy. Te zaślepki umożliwiają przepływ prądu przemiennego („AC”) i utrzymują prąd stały („DC”) w aktywnym bloku.

Ryc. 1: Podstawowa implementacja kondensatora obejściowego

Jak pokazano w Ryc.1, najprostszą formą kondensatora obejściowego jest nasadka podłączona bezpośrednio do źródła zasilania („VCC”) i do GND. Charakter połączenia pozwoli komponentowi AC VCC przejść do GND. Czapka działa jak rezerwa prądu. Naładowany kondensator pomaga wypełnić wszelkie „spadki” napięcia VCC, zwalniając jego ładunek, gdy napięcie spada. Rozmiar kondensatora określa, jak duży „dip” może wypełnić. Im większy kondensator, tym większy nagły spadek napięcia, który może wytrzymać kondensator. Typowe wartości kondensatora to .1uF kondensator i .01uF.

Jeśli chodzi o to, ile kondensatorów obejściowych należy zastosować w projekcie, reguła kciuka jest równa liczbie układów scalonych w projekcie. Jak wspomniano wcześniej, bypass jest podłączony bezpośrednio do pinów VCC i GND. Chociaż użycie tak wielu kondensatorów obejściowych może wydawać się nadmiernym zabójstwem, w gruncie rzeczy pomaga nam to zagwarantować niezawodność projektu. Stało się powszechne, że projekty wykorzystują gniazda DIP, które mają wbudowane zaślepki, gdy liczba kondensatorów na cal kwadratowy osiąga pewien próg.

Z drugiej strony kondensatory odsprzęgające („dekap”) służą do izolowania dwóch stopni obwodu, aby te dwa stopnie nie wywierały na siebie żadnego wpływu prądu stałego.

W rzeczywistości oddzielenie płatności jest udoskonaloną wersją obejścia. Ze względu na ominięcie skończonych ograniczeń w tworzeniu idealnego źródła napięcia, często wymagane jest „oddzielenie” lub izolacja sąsiednich źródeł hałasu. Kondensator odsprzęgający służy do oddzielenia napięcia stałego od napięcia przemiennego i jako taki znajduje się między wyjściem jednego stopnia a wejściem następnego stopnia.

Kondensatory odsprzęgające mają tendencję do polaryzacji i działają głównie jako zbiorniki ładunkowe. Pomaga to utrzymać potencjał w pobliżu odpowiednich styków zasilania komponentów. To z kolei zapobiega spadkowi potencjału poniżej progu zasilania, ilekroć komponent (y) przełącza się ze znacznymi prędkościami lub gdy zachodzi jednoczesne przełączanie na płycie. Ostatecznie zmniejsza to zapotrzebowanie na dodatkową moc z zasilaczy.

Kondensator obejściowy zwykle przyjmuje postać kondensatora bocznikowego umieszczonego na szynie zasilającej, jak pokazano na Ryc. 2. Oddzielenie dopełnia domniemaną część „RC” (LC) sieci: element szeregowy jak w filtrze dolnoprzepustowym.

Ryc. 2: Podstawowa implementacja kondensatora odsprzęgającego

Oddzielenie można również wykonać za pomocą regulatora napięcia zamiast sieci LC, jak pokazano w Ryc. 3.

Ryc. 3: Zastosowanie regulatora napięcia jako zamiennika kondensatora odsprzęgającego