Cum funcționează condensatorii de decuplare și vrac? ce diferență fac adăugându-le la circuit .. Poate cineva să mă ajute folosind un circuit simplu care arată efectul decuplării și al condensatorilor în vrac pe un circuit? (Am nevoie de o explicație, cum ar fi primul circuit nu trebuie să conțină aceste condensatoare și rezultatele trebuie să fie afișate, iar al doilea circuit le va conține și aș dori să văd și să compar efectul adăugării lor).
Răspuns
Nu există, într-un anumit sens, nicio diferență calitativă. Diferența este una de scară, atât de curent, cât și de timp.
Un condensator în vrac este utilizat pentru a preveni scăderea prea mare a ieșirii unei surse în perioadele în care curentul nu este disponibil. Pentru sursele liniare alimentate de linie, acest lucru ar avea loc în perioadele (de exemplu, 10s de msec) în care tensiunea liniei este aproape de zero. Se aplică și circuitului ca întreg. Adică, un ansamblu electronic care conține mai multe plăci de circuit ar putea avea un singur set de condensatori în vrac în sursa de alimentare.
Condensatoarele de decuplare, pe de altă parte, sunt utilizate local (cum ar fi 1 per cip logic în unele sisteme) și sunt destinate să furnizeze curent pentru perioade mult mai scurte (de obicei 10 s de nsec pentru sistemele TTL) și curenți mult mai mici. Ca urmare, capacele de decuplare sunt de obicei mult mai mici decât capacele în vrac.
Aceasta nu este în întregime o regulă dificilă și rapidă – pentru unele piese analogice de mare viteză se recomandă un amestec de diferite valori de decuplare, cele mai mici valori oferind timpi de compensare mai scurți și se utilizează și capacele mai mari . Convertoarele A / D de mare viteză utilizate adesea pentru a recomanda o combinație de 0,1 uF / 10 uF. Multe plăci logice au un amestec de valori împrăștiate. CPU-urile, în special, sunt adesea înconjurate de electrolitice mari (10 – 100 uF), cu o grămadă de capace ceramice SMD mici chiar sub cip.
În ceea ce privește circuitele demonstrative, numai capacele în vrac fac demo ușor „s. Ia o ieșire de transformator de, să zicem, 6 VAC și rulează-l printr-un redresor de punte. Încărcați ieșirea podului cu un rezistor de putere (cum ar fi, 10 ohmi) și uitați-vă la tensiunea din rezistor – acesta va scădea la zero de 120 de ori pe secundă (100 dacă frecvența dvs. de linie este de 50 Hz). Acum puneți un capac masiv de 10.000 uF pe ieșirea podului, iar ieșirea va fi mult mai lină, cu scufundări de 120 Hz – va arăta ca un dinte de ferăstrău – dar, în general, tensiunea va fi mult mai lină.
Decuplarea este mai grea. Încercați să configurați un amplificator op-amp pe o placă de sudură fără sudură utilizând un amplificator op de mare viteză și fire lungi care rulează de la placa de alimentare la sursa de alimentare. Există „mari șanse ca ieșirea să oscileze fără intrare. Dacă puneți capace ceramice de 0,1 uF de la surse la masă și o faceți direct la pinii de alimentare cu amplificator op, acest lucru va clarifica adesea problema. Sau nu – plăci fără sudură Nu sunt bune pentru munca de mare viteză, chiar dacă sunteți atent, iar unele amplificatoare de operare sunt foarte stabile, dar este cea mai bună sugestie pe care o pot veni.
Răspuns
Foarte pe scurt, este vorba despre stabilirea unui echilibru între impedanțe și ESR ale diferitelor tipuri de condensatori pentru a îndeplinesc cerințele de alimentare cu energie ale unui circuit / cip dat.
Capacele de decuplare reprezintă un nivel de consolidare intermediară a sursei de alimentare și, de obicei, în anii 10 sau 100 de nF & aproape întotdeauna ceramică / ceramică cu mai multe straturi și puneți-vă cât mai aproape posibil fizic de pinii de putere ai cipurilor. Dimensiunea lor mică, ESR scăzut, & apropiere de pinii cipului minimizează inductanța & le permite să furnizeze scurte vârfuri de curent cerute de cip.
Dar ce reîncarcă capacele de decuplare? Adesea același motiv pentru care aveți nevoie de capace de decuplare (pistele & avioanele de putere nu pot furniza vârfurile curente din cauza propriei inductanțe inerente) este motivul pentru care aveți nevoie de altul nivel intermediar de consolidare a sursei de alimentare, „capacitate în vrac”, pentru a ajuta „capacele de decuplare” să-și recupereze încărcătura suficient de repede. Acestea pot varia semnificativ ca capacitate, de la câteva uF la sute sau chiar mii de uF, în funcție de cerințele unice ale circuitului.
Răspuns
Voi încerca o explicație prietenoasă.
Majoritatea componentelor electronice nu trag curent constant din sursă. Unele trag curent în rafale rapide, cum ar fi un cip logic / cpu care va atrage un vârf de curent la fiecare ciclu de ceas, altele ca un amplificator curent în funcție de semnal și de ceea ce necesită sarcina.
Acum, aceste circuite au nevoie, de obicei, de tensiunea lor de alimentare pentru a fi în anumite limite pentru a funcționa corect. Tensiunea scade prea mult, atunci cpu-ul se poate prăbuși, de exemplu. Sau, dacă tensiunea de alimentare are prea mult zgomot, amplificatorul dvs. cu zgomot redus nu va mai fi cu zgomot redus.
Relația dintre acestea și condensatorii de decuplare este simplă:
Aveți un regulator de tensiune. Unele sunt mai rapide decât altele, dar toate au un timp de răspuns diferit de zero. Când curentul de încărcare variază, nu va reacționa instantaneu. Dacă curentul de încărcare variază rapid, atunci aveți nevoie de un condensator la ieșirea regulatorului pentru a menține tensiunea de ieșire stabilă. Unele regulatoare necesită și condensatori specifici pentru o funcționare corectă.
Acest condensator este de obicei numit „capac masiv”. În funcție de aplicație, va fi ceva de genul 10-100µF (uneori mai mult) și scopul său este de a stoca suficientă energie pentru a alimenta circuitul până când regulatorul reacționează la o schimbarea cererii actuale.
Urmează inductanța aprovizionării. Sper că știți că tensiunea pe o inductanță este -L * di / dt. Aceasta înseamnă că variații rapide ale curentului pe inductanța urmelor lungi vor avea ca rezultat o scădere de tensiune deloc neglijabilă atunci când curentul se schimbă rapid.
Un capac de decuplare local cu inductanță scăzută (adică montare pe suprafață ceramică) plasat aproape de cip abordează această problemă. Valoarea sa este mică, astfel încât stochează foarte mult puțină energie, dar acesta nu este scopul ei, ci este doar pentru a furniza o inductanță scăzută ajută la capacul masiv.
Acum, în funcție de circuit, puteți avea un LDO cu un singur capac care alimentează un cip sau un PC mobo unde aveți tone de capace vrac și sute de ceramică.
Un alt rol foarte important al capacelor de decuplare este gestionarea EMI: acestea reduc buclele de curent de mare viteză, ceea ce reduce EMI radiat. Atunci când sunt așezate corespunzător, ele pot fi folosite și pentru a se asigura că curenții di / dt mari nu vă transformă terenul într-un câmp minat.
Răspuns
Dacă nu utilizați capace de decuplare, este posibil ca proiectarea logică să nu funcționeze.