デカップリングコンデンサとバルクコンデンサはどのように機能しますか？それらを回路に追加すると、どのような違いがありますか。回路のデカップリングとバルクコンデンサの効果を示す簡単な回路を使用するのを手伝ってくれる人はいますか？ （最初の回路にはこれらのコンデンサが含まれていてはならず、結果を表示する必要があり、2番目の回路にはコンデンサが含まれているため、それらを追加した場合の効果を確認して比較したいなどの説明が必要です。）
回答
ある意味で、質的な違いはありません。違いは、現在と時間の両方の規模の1つです。
バルクコンデンサは、電流が利用できない期間中に電源の出力が極端に低下するのを防ぐために使用されます。ライン電源のリニア電源の場合、これはライン電圧がゼロに近い期間（たとえば、数十ミリ秒）に発生します。回路全体にも当てはまります。つまり、複数の回路カードを含む電子機器アセンブリでは、電源に1セットのバルクコンデンサが含まれている可能性があります。
一方、デカップリングコンデンサはローカルで使用されます（一部のロジックチップごとに1つなど）。システム）であり、はるかに短い期間（TTLシステムの場合は通常数十ナノ秒）の電流とはるかに小さい電流を供給することを目的としています。その結果、デカップリングキャップは通常、バルクキャップよりもはるかに小さくなります。
これは完全に厳格なルールではありません。一部の高速アナログ部品では、異なるデカップリング値を組み合わせて使用することをお勧めします。最小値を使用すると補正時間が最短になり、上限も大きくなります。 。 0.1uF / 10uFの組み合わせを推奨するためによく使用される高速A / Dコンバータ。多くのロジックボードには、さまざまな値が散在しています。特にCPUは、チップの真下に小さなSMDセラミックキャップがたくさんある、大きな（10〜100 uF）電解質に囲まれていることがよくあります。
デモ回路に関しては、バルクキャップだけで簡単にデモできます。 「s。たとえば、6 VACの変圧器出力を取得し、ブリッジ整流器に通します。ブリッジの出力に電力抵抗器（10オームなど）をロードし、抵抗器の両端の電圧を確認します。1秒間に120回（ライン周波数が50 Hzの場合は100）ゼロに低下します。ここで、ブリッジ出力に10,000 uFのバルクキャップを配置すると、出力ははるかにスムーズになり、120 Hzのディップ（鋸歯状のように見えます）になりますが、一般に電圧ははるかにスムーズになります。
デカップリングはより困難です。高速オペアンプとブレッドボードから電源までの長いワイヤを使用して、はんだのないブレッドボードにオペアンプアンプをセットアップしてみてください。 「入力なしで出力が発振する可能性は十分にあります。0.1uFのセラミックキャップを電源からグランドに接続し、オペアンプの電源ピンで正しく行うと、問題が解決することがよくあります。そうでない場合-はんだレスブレッドボード注意を払っても高速作業には向いておらず、一部のオペアンプは非常に安定していますが、私が思いつくことができる最善の提案です。
回答
簡単に言うと、さまざまなタイプのコンデンサのインピーダンスとESRのバランスをとって、次のことを行うことです。特定の回路/チップの電源要件を満たします。
デカップリングキャップは、電源の中間強化の1つのレベルであり、通常はnFの数十または数百です&ほとんどの場合、セラミック/多層セラミックであり、チップの電源ピンにできるだけ物理的に近づけます。サイズが小さく、ESRが低く、&に近接しています。チップのピンはインピーダンスを最小限に抑えます&により、チップが要求する短い電流スパイクを供給することができます。
しかし、デカップリングキャップを再充電するものは何ですか？多くの場合、デカップリングキャップが必要なのと同じ理由（トラック&の電源プレーンは、固有のインダクタンスのために電流スパイクを供給できません）が別の必要な理由です。 / em>電源の中間レベルの補強、「バルク静電容量」。「デカップリングキャップ」が十分に速く電荷を回復するのに役立ちます。これらは、容量が数uFから数百または数千uFまで大幅に変化する可能性があります。回路の固有の要件によって異なります。
回答
noobにわかりやすい説明を試みます。
ほとんどの電子機器は電源から一定の電流を引き込みません。クロックサイクルごとに電流スパイクを引き込むロジックチップ/ cpuのように、クイックバーストで電流を引き込むものもあれば、アンプのように引き込むものもあります。電流は信号と負荷に必要なものに依存します。
現在、これらの回路は通常、正しく動作するために特定の制限内にある電源電圧を必要とします。電圧が下がりすぎると、たとえばCPUがクラッシュする可能性があります。または、電源電圧にノイズが多すぎると、低ノイズアンプは低ノイズではなくなります。
これとデカップリングコンデンサの関係は単純です。
電圧レギュレータがあります。他のものより速いものもありますが、すべてゼロ以外の応答時間があります。負荷電流が変化してもすぐには反応しません。負荷電流が急激に変化する場合は、出力電圧を安定させるためにレギュレータの出力にコンデンサが必要です。一部のレギュレータでは、適切な動作のために特定のコンデンサも必要です。
このコンデンサは通常「バルクキャップ」と呼ばれます。アプリケーションによっては、10〜100µF（場合によってはそれ以上）のようなものになり、レギュレータが急速に反応するまで回路に電力を供給するのに十分なエネルギーを蓄えることが目的です。電流需要の変化。
次は電源インダクタンスです。インダクタンスの両端の電圧が-L * di / dtであることをご存知だと思います。これは、長いトレースのインダクタンスの両端の電流が急速に変化すると、電流が急速に変化するときの無視できない電圧降下。
チップの近くに配置された低インダクタンスのローカルデカップリングキャップ（つまり、セラミック表面実装）は、この問題に対処します。その値は小さいので、非常に保存されます。少しのエネルギーですが、それはその目的ではありません。それは提供するためだけにあります低インダクタンスはバルクキャップに役立ちます。
回路によっては、1つのチップに電力を供給する1つのキャップを備えた1つのLDO、または大量のバルクキャップと数百のPCモボを使用できます。セラミック。
デカップリングキャップのもう1つの非常に重要な役割は、EMI管理です。これにより、高速電流ループが小さくなり、放射EMIが減少します。適切に配置すると、高di / dt電流が地面を地雷原に変えないようにするためにも使用できます。
回答
別の説明（同じコインの両面）は、論理ゲートの切り替えによって引き起こされるスパイクをフィルターで除去することです。一般に、0.1uFの電解質またはタンタルを投入し、ロジックデバイスの隣に100nFのセラミックを配置することをお勧めします。問題は、電解コンデンサが完全なコンデンサではなく、高周波応答がそれほど良くないことです。そのため、電解コンデンサと並列に値の小さいセラミックキャップを含めると、周波数応答が拡張され、全体的な組み合わせがより効果的に除去されます。スパイク。スパイクには高周波が含まれています。
デカップリングキャップを使用しない場合、ロジック設計が機能しない可能性があります。