Различия между байпасными и развязывающими конденсаторами

Термины «обходной конденсатор» и «развязывающий конденсатор» используются взаимозаменяемо, хотя между ними есть определенные различия.

Давайте сначала разберемся с контекстом, в котором возникает необходимость обхода. При питании любого активного устройства главное требование состоит в том, чтобы точка входа источника питания («силовая шина») была как можно более низким импедансом (относительно земли) (предпочтительно, ноль Ом, хотя это никогда не может быть достигнуто на практике). Это требование обеспечивает стабильность цепи.

Обходной конденсатор («байпас») помогает нам удовлетворить это требование, ограничивая нежелательную связь, например, «шум», исходящий от линии электропередачи до рассматриваемой электронной схемы. Любой сбой или шум, возникающий на линии электропередачи, сразу же обходит заземление шасси («GND») и, таким образом, предотвращается попадание в систему, отсюда и название обводного конденсатора..

Для разных устройств в электронной системе или для разных компонентов в одной интегральной схеме («IC») обводной конденсатор подавляет межсистемный или внутрисистемный шум. Эта ситуация возникает из-за общности в форме разделяемой власти почты. Излишне говорить, что на всех рабочих частотах влияние шума должно быть сдержано..

Что касается их физического расположения в конструкции, обводные конденсаторы размещаются рядом с блоками питания и контактами питания разъемов. Эти колпачки позволяют переменному току («AC») проходить и поддерживать постоянный ток («DC») в активном блоке..

Рис. 1: Базовая реализация байпасного конденсатора

Как показано в рисунок 1, Простейшая форма байпасного конденсатора - это крышка, подключенная напрямую к источнику питания («VCC») и к заземлению. Характер соединения позволит компоненту переменного тока VCC проходить через GND. Кепка действует как резерв тока. Заряженный конденсатор помогает заполнить любые «провалы» в напряжении VCC, освобождая его заряд, когда напряжение падает. Размер конденсатора определяет, насколько большой «провал» он может заполнить. Чем больше конденсатор, тем больше внезапное падение напряжения, которое может выдержать конденсатор. Типичные значения конденсатора .1 мкФ конденсатора и 0,01 мкФ.

Что касается вопроса о том, сколько обводных конденсаторов необходимо использовать в конструкции, правило большого пальца равно числу микросхем в конструкции. Как упоминалось ранее, заглушка байпаса, так что он напрямую подключен к контактам VCC и GND. Хотя использование такого количества обходных конденсаторов может показаться излишним, по сути это помогает нам гарантировать надежность конструкции. В конструкциях стало обычным делом использовать DIP-разъемы со встроенными заглушками, когда число конденсаторов на квадратный дюйм достигает определенного порогового значения..

Разъединяющие конденсаторы («decap»), с другой стороны, используются для изоляции двух ступеней цепи, так что эти две ступени не оказывают никакого влияния постоянного тока друг на друга.

На самом деле развязка - это изысканный вариант обхода. Из-за ограничения конечных ограничений при создании идеального источника напряжения часто требуется «развязка» или изоляция соседних источников шума. Разъединительный конденсатор используется для разделения напряжения постоянного тока и напряжения переменного тока и, как таковой, расположен между выходом одной ступени и входом следующей ступени..

Разъединяющие конденсаторы имеют тенденцию быть поляризованными и действовать в основном как зарядные емкости. Это помогает поддерживать потенциал вблизи соответствующих выводов питания компонентов. Это, в свою очередь, предотвращает падение потенциала ниже порогового значения, когда компонент (ы) переключается со значительной скоростью или когда на плате происходит одновременное переключение. В конечном итоге это снижает потребность в дополнительной энергии от источников питания..

Обходной конденсатор обычно принимает форму шунтирующего конденсатора, размещенного поперек шины питания, как показано на Рис. 2. Разъединение завершает подразумеваемую «RC» (LC) часть сети: последовательный элемент, как в фильтре нижних частот.

Рис. 2: Базовая реализация развязывающего конденсатора

Разъединение также может быть выполнено с помощью регулятора напряжения вместо сети LC, как показано в Рис. 3.

Рис. 3: Использование регулятора напряжения в качестве замены развязывающего конденсатора