Hvordan fungerer de-kobling og bulk kondensatorer? hvilken forskel gør de ved at føje dem til kredsløbet .. Kan nogen hjælpe mig med at bruge et simpelt kredsløb, der viser effekten af afkobling og bulk-kondensatorer på et kredsløb? (Jeg har brug for en forklaring, som f.eks. At det første kredsløb ikke må indeholde disse kondensatorer, og resultaterne skal vises, og det andet kredsløb vil indeholde dem og vil gerne se og sammenligne effekten af at tilføje dem).
Svar
Der er på en måde ingen kvalitativ forskel. Forskellen er en skala, både af nuværende og af tid.
En bulk-kondensator bruges til at forhindre, at forsyningens output falder for langt i de perioder, hvor strøm ikke er tilgængelig. For line-powered lineære forsyninger ville dette forekomme i perioderne (f.eks. 10s ms), hvor linjespændingen er nær nul. Det gælder også for kredsløbet som helhed. Det vil sige, en elektroniksamling, der indeholder flere kredsløbskort, kan have et enkelt sæt bulk-kondensatorer i strømforsyningen.
Afkoblingskondensatorer bruges på den anden side lokalt (såsom 1 pr. Logisk chip i nogle systemer) og er beregnet til at levere strøm i meget kortere perioder (typisk 10ere nsek til TTL-systemer) og meget mindre strømme. Som et resultat er afkoblingshætter typisk meget mindre end bulkhætter.
Dette er ikke helt en hård og hurtig regel – for nogle hurtige analoge dele anbefales en blanding af forskellige afkoblingsværdier, hvor de mindste værdier giver de korteste kompensationstider, og der anvendes også større hætter . Højhastigheds A / D-omformere bruges ofte til at anbefale en kombination af 0,1 uF / 10 uF. Mange logiske kort har en blanding af værdier spredt rundt. Især CPUer er ofte omgivet af store (10 – 100 uF) elektrolytika med en hel masse små SMD-keramiske hætter lige under chippen.
Hvad angår demonstrationskredsløb, er det kun bulkhætter, der gør det let at demonstrere “s. Tag en transformeroutput på, lad os sige, 6 VAC, og kør den gennem en broensretter. Læg broens output med en effektmodstand (som 10 ohm), og se spændingen over modstanden – den vil falde til nul 120 gange i sekundet (100 hvis din linjefrekvens er 50 Hz). Anbring nu en bulkhætte på 10.000 uF på brooutputtet, og output vil være meget glattere med 120 Hz-fald – det vil se ud som en savtand – men generelt vil spændingen være meget glattere.
Afkobling er sværere. Prøv at oprette en op-forstærker på et loddet brødbræt ved hjælp af en højhastigheds op-forstærker og lange ledninger, der løber fra brødbrættet til strømforsyningen. Der er en god chance for, at output svinger uden input. Hvis du lægger 0,1 uF keramiske hætter fra forsyningerne til jorden og gør det lige ved op-amp-forsyningsstifterne, vil dette ofte løse problemet. Eller ikke – loddefri brødbrædder de er ikke gode til arbejde med høj hastighed, selvom du er forsigtig, og nogle op-forstærkere er meget stabile, men det er det bedste forslag, jeg kan komme med.
Svar
Meget kort handler det om at finde en balance mellem impedanserne og ESRerne for forskellige typer kondensatorer for at opfylder strømforsyningskravene til et givet kredsløb / chip.
Afkoblingshætter er et niveau af mellemliggende forstærkning af strømforsyningen og typisk i 10erne eller 100erne af nF & næsten altid keramisk / flerlags keramik og sættes så fysisk tæt som muligt på chipsens strømstifter. Deres lille størrelse, lave ESR, & nærhed til chipstifter minimerer induktans & giver dem mulighed for at levere korte strømspidser, der kræves af chippen.
Men hvad genoplader afkoblingshætterne? Ofte er den samme grund til, at du har brug for afkobling af hætter (spor & power-planes kan ikke levere de aktuelle pigge på grund af deres egen iboende induktans) er grunden til at have brug for en anden mellemliggende forstærkning af strømforsyningen, “bulk kapacitans”, for at hjælpe “afkoblingshætterne” med at genvinde deres opladning hurtigt nok. Disse kan variere betydeligt i kapacitet, fra et par uF til hundreder eller endda tusinder af uF, afhængigt af kredsløbets unikke krav.
Svar
Jeg vil forsøge en noob-venlig forklaring.
Mest elektronik trækker ikke konstant strøm fra forsyningen. Nogle trækker strøm i hurtige bursts, som en logisk chip / cpu, der trækker en strømspids på hver urcyklus, andre som en forstærker tegner strøm afhængigt af signal og hvad belastningen kræver.
Nu har disse kredsløb normalt brug for deres strømforsyningsspænding for at være inden for visse grænser for at fungere korrekt. spændingen sænker for meget, så kan CPUen f.eks. gå ned. Eller hvis forsyningsspændingen har for meget støj, er din støjsvage forstærker ikke længere støjsvag.
Forholdet mellem dette og afkobling af kondensatorer er enkelt:
Du har en spændingsregulator. Nogle er hurtigere end andre, men alle har en svartid, der ikke er nul. Når belastningsstrømmen varierer, reagerer den ikke med det samme. Hvis belastningsstrømmen varierer hurtigt, skal du bruge en kondensator på udgangen på din regulator for at holde udgangsspændingen stabil. Nogle regulatorer kræver også specifikke kondensatorer for korrekt drift.
Denne kondensator kaldes normalt “bulk cap”. Afhængigt af applikationen vil det være noget i retning af 10-100 µF (nogle gange mere), og dets formål er at lagre nok energi til at drive kredsløbet, indtil regulatoren reagerer på en hurtig ændring i nuværende efterspørgsel.
Næste er forsyningsinduktans. Jeg håber, du ved, at spændingen over en induktans er -L * di / dt. Dette betyder hurtige variationer i strøm over induktansen af lange spor vil resultere i ikke-ubetydeligt spændingsfald, når strømmen ændres hurtigt.
En lokal afkoblingshætte med lav induktans (dvs. keramisk overflademontering) placeret tæt på chippen løser dette problem. Dens værdi er lille, så den gemmer meget lidt energi, men det er ikke dets formål, det er der kun for at give ea lav induktans hjælp til bulk cap.
Nu, afhængigt af kredsløbet, kan du have en LDO med kun en cap, der driver en chip, eller en pc mobo, hvor du har masser af bulk caps og hundredvis af keramik.
En anden meget vigtig rolle ved afkobling af hætter er EMI-styring: de gør strømhøjder med høj hastighed små, hvilket reducerer udstrålet EMI. Når de er korrekt placeret, kan de også bruges til at sikre, at høje di / dt-strømme ikke forvandler jorden til et minefelt.
Svar
En alternativ forklaring (to sider af den samme mønt) er, at de filtrerer ud pigge forårsaget af skift af logiske porte. Generelt god praksis at smide nogle 0,1 uF elektrolytika eller tantal og placere ved siden af de logiske enheder også 100nF keramik. Spørgsmålet er, at elektrolytikken ikke er en perfekt kondensator, og deres højfrekvente respons er ikke så god, så inkluderingen af en keramisk hætte med lav værdi parallelt med den elektrolytiske udvider frekvensresponset, så den overdrevne kombination er mere effektiv til at fjerne pigge. pigge indeholder høje frekvenser.
Hvis du ikke bruger afkoblingshætter, er chancerne for, at dit logiske design ikke fungerer.