Hvordan fungerer avkobling og bulk kondensatorer? hvilken forskjell gjør de å legge dem til i kretsen .. Kan noen hjelpe meg med å bruke en enkel krets som viser effekten av frakopling og bulk kondensatorer på en krets? (Jeg trenger en forklaring som at den første kretsen ikke må inneholde disse kondensatorene, og resultatene må vises, og den andre kretsen vil inneholde dem og vil gjerne se og sammenligne effekten av å legge dem til.)
Svar
Det er på en måte ingen kvalitativ forskjell. Forskjellen er en av skala, både av nåværende og av tid.
En bulk-kondensator brukes til å forhindre at utgangen fra en forsyning faller for langt i perioder der strøm ikke er tilgjengelig. For linjedrevne lineære forsyninger vil dette skje i perioder (si 10s ms) at linjespenningen er nær null. Det gjelder også kretsen som helhet. Det vil si at en elektronikkaggregat som inneholder flere kretskort kan ha et enkelt sett med bulk kondensatorer i strømforsyningen.
Avkoblingskondensatorer, derimot, brukes lokalt (for eksempel 1 per logikkbrikke i noen systemer) og er ment å levere strøm i mye kortere perioder (vanligvis 10s nsek for TTL-systemer) og mye mindre strøm. Som et resultat er frakoblingshetter vanligvis mye mindre enn bulkhetter.
Dette er ikke helt en hard og rask regel – for noen høyhastighets analoge deler anbefales en blanding av forskjellige frakoblingsverdier, med de minste verdiene som gir de korteste kompensasjonstidene, og større caps brukes også . Høyhastighets A / D-omformere pleide ofte å anbefale en kombinasjon på 0,1 uF / 10 uF. Mange logikkort har en blanding av verdier spredt rundt. Spesielt CPUer er ofte omgitt av store (10 – 100 uF) elektrolytiske stoffer, med en hel haug med små SMD-keramiske hetter rett under brikken. «s. Ta en transformatorutgang på, la oss si, 6 VAC, og kjør den gjennom en bro likeretter. Last utgangen fra broen med en motstand (som 10 ohm) og se på spenningen over motstanden – den vil falle til null 120 ganger per sekund (100 hvis linjefrekvensen er 50 Hz). Legg nå en bulkhette på 10.000 uF på broutgangen, og utgangen vil være mye jevnere, med 120 Hz fall – den vil se ut som en sagetann – men generelt vil spenningen være mye jevnere.
Frakobling er vanskeligere. Prøv å sette opp en op-amp forsterker på et loddfritt brødbrett ved hjelp av en høyhastighets op amp og lange ledninger som går fra breadboard til strømforsyningen. Det er en god sjanse for at utgangen vil svinge uten inngang. Hvis du setter 0,1 uF keramiske hetter fra forsyningene til bakken, og gjør det rett ved forsterkerne på op amp, vil dette ofte løse opp problemet. Eller ikke – loddløse brødbrett er ikke bra for høyhastighetsarbeid, selv om du er forsiktig, og noen forsterkere er veldig stabile, men det er det beste forslaget jeg kan komme med.
Svar
Svært kort handler det om å finne en balanse mellom impedansene og ESRene til forskjellige typer kondensatorer for å oppfyller strømforsyningskravene til en gitt krets / brikke.
Frakoblingshetter er ett nivå av mellomliggende forsterkning av strømforsyningen, og vanligvis i 10- eller 100-årene av nF & nesten alltid keramisk / flerlags keramikk, og sett deg så fysisk nær spenningens kraftpinner som mulig. Deres lille størrelse, lave ESR, & nærhet til chip «s pins minimerer induktans & gjør at de kan levere korte strømspisser som kreves av chip.
Men hva lader avkoplingshettene? Ofte er den samme grunnen til at du trenger frikoplingshetter (sporene & kraftplanene kan ikke levere de aktuelle piggene på grunn av sin egen iboende induktans) er årsaken til at du trenger en annen mellomnivå av forsterkning av strømforsyningen, «bulk capacitance», for å hjelpe «avkoblingshettene» til å gjenopprette ladningen raskt nok. Disse kan variere betydelig i kapasitet, fra noen få uF til hundrevis eller til og med tusenvis av uF, avhengig av de unike kravene til kretsen.
Svar
Jeg vil prøve en noob-vennlig forklaring.
Mest elektronikk trekker ikke konstant strøm fra forsyningen. Noen trekker strøm i raske bursts, som en logisk chip / cpu som vil trekke en strømspike på hver klokkesyklus, andre som en forsterker vil trekke strøm avhengig av signal og hva belastningen krever.
Nå trenger disse kretsene vanligvis strømforsyningsspenningen for å være innenfor visse grenser for å fungere skikkelig. spenningen sakk for mye, så kan CPU for eksempel krasje. Eller hvis forsyningsspenningen har for mye støy på deg, vil ikke støysvak forsterkeren ikke lenger være støysvak.
Forholdet mellom dette og frakobling av kondensatorer er enkelt:
Du har en spenningsregulator. Noen er raskere enn andre, men alle har en responstid som ikke er null. Når laststrømmen varierer, vil den ikke reagere øyeblikkelig. Hvis laststrømmen varierer raskt, trenger du en kondensator på utgangen til regulatoren din for å holde utgangsspenningen stabil. Noen regulatorer krever også spesifikke kondensatorer for riktig drift.
Denne kondensatoren kalles vanligvis «bulk cap». Avhengig av applikasjonen vil det være omtrent 10-100 µF (noen ganger mer), og formålet er å lagre nok energi til å drive kretsen til regulatoren reagerer på en rask endring i nåværende etterspørsel.
Neste er tilførselsinduktans. Jeg håper du vet at spenningen over en induktans er -L * di / dt. Dette betyr raske variasjoner av strøm over induktansen til lange spor vil resultere i ikke-ubetydelig spenningsfall når strømmen endres raskt.
Et lokalt frakoblingshett med lav induktans (dvs. keramisk overflatemontering) plassert nær brikken, løser dette problemet. Verdien er liten, så den lagrer veldig lite energi, men det er ikke dens formål. Det er der bare for å gi avhengig av krets, kan du ha en LDO med bare en hette som driver en chip, eller en PC-mobo hvor du har tonnevis av bulkcaps og hundrevis av keramikk.
En annen veldig viktig rolle for frikobling av hetter er EMI-styring: de gjør høyhastighets strømløkker små, noe som reduserer utstrålt EMI. Når de er riktig plassert, kan de også brukes til å sikre at høye di / dt-strømmer ikke gjør bakken til et minefelt.
Svar
En alternativ forklaring (to sider av samme mynt) er at de filtrerer ut pigger forårsaket av bytte av logikkportene. Generelt god praksis å kaste inn noen 0,1 uF elektrolytika eller tantal og plassere ved siden av de logiske enhetene også 100nF keramikk. Problemet er at elektrolysene ikke er en perfekt kondensator, og deres høyfrekvente respons er ikke så god, så inkluderingen av en keramisk hette med lav verdi parallelt med den elektrolytiske utvider frekvensresponsen slik at overkombinasjonen er mer effektiv til å fjerne piggene. Spikene inneholder høye frekvenser.
Hvis du ikke bruker avkoblingshetter, er sjansen stor for at din logiske design ikke kommer til å fungere.