Znalazłem wiele dyskusji na temat kondensatorów obejściowych i ich przeznaczenia. Zwykle występują w parze 0,1 uF i 10 uF. Dlaczego to musi być para? Czy ktoś ma dobre odniesienie do artykułu lub artykułu, lub może podać dobre wyjaśnienie? Chciałbym poznać małą teorię, dlaczego DWIE i cel KAŻDEGO.
Odpowiedzi:
Prawdziwe kondensatory mają indukcyjność i rezystancję. Celem kondensatora obejściowego jest szybka reakcja na przejściowe przebiegi prądu w celu utrzymania stabilnego napięcia. Indukcyjność szeregowa i rezystancja są sprzeczne z tym celem.
symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab
Umieszczając kondensatory równolegle, dodaje się pojemności. Zwykle jest to dobre, ponieważ większa pojemność bardziej odporna na zmiany napięcia.
Jednocześnie skutecznie zmniejszane są równoległe rezystancje lub indukcyjności. Indukcyjność skuteczna (rezystancje są podobne) tego obwodu wynosi
Tak więc równoległe kondensatory zwiększają to, czego chcesz (pojemność) i zmniejszają to, czego nie chcesz (indukcyjność, rezystancja).
Również kondensatory o niskiej wartości, ze względu na ich mniejsze rozmiary, mają zwykle niższą indukcyjność i dlatego są bardziej odpowiednie do pracy na wyższych częstotliwościach.
Oczywiście działa to tylko do pewnego momentu, ponieważ każdy prawdziwy sposób równoległego łączenia kondensatorów dodaje indukcyjności. W pewnym momencie ścieżka indukuje dodatkową indukcyjność do dodatkowego kondensatora, co nie przynosi żadnej korzyści. Właściwe ustawienie układu w celu zminimalizowania indukcyjności jest istotną częścią konstrukcji obwodu wysokiej częstotliwości. Rzuć okiem na wszystkie kondensatory wokół procesora. Tutaj możesz zobaczyć wiele na środku gniazda, a jeszcze więcej na dole planszy, które nie są widoczne:
http://www.ti.com/lit/an/scba007a/scba007a.pdf
Zobaczysz duży kondensator określany jako kondensatory „bankowe” lub „masowe”. Mniejsze są oczywiście również „omijającymi” kondensatory. Podstawową ideą jest to, że w prawdziwym świecie pasożyty kondensatora nie są idealne. Kondensator „bankowy” pomoże w chwilowym poborze mocy (zmiany w rzeczywistej zmianie prądu), ale z powodu problemów w świecie rzeczywistym, jeśli szum RF (EMI) dostanie się na linię, mniejszy kondensator obejściowy pozwoli temu hałasowi na krótko dotrzeć do ziemi dostaje się do twojego IC. Dodatkowo oba te kondensatory pomogą tłumić stany przejściowe, a także poprawią izolację między obwodami.
Mimo że fizyka jest taka sama, terminologia jest zmieniona w zależności od ich funkcji. Kondensatory „bankowe” zapewniają „trochę dodatkową opłatę (jak bank ładowań). Te „obejściowe” pozwalają szumowi omijać twój układ scalony bez szkody dla sygnału. Kondensatory „wygładzające” zmniejszają tętnienie zasilania. Kondensatory „odsprzęgające” izolują dwie części obwodu.
Tak więc w praktyce stawiasz czapkę bankową obok bypassu i masz swoje 10 uF i 0,1 uF. Ale dwa są po prostu arbitralne. Masz jakieś RF na swojej płycie? Może potrzebować również czapki 1nF.
Prosty przykład impedancji świata rzeczywistego można zobaczyć na tym zdjęciu. Idealna czapka byłaby na zawsze dużym nachyleniem w dół. Jednak mniejsze czapki są lepsze przy wyższych częstotliwościach w świecie rzeczywistym. Tak więc układasz DWIE (lub TRZY, LUB WIELE) obok siebie, aby uzyskać najniższą całkowitą impedancję.
Czytałem jednak zdania odrębne na ten temat , mówiąc, że rezonans między nimi faktycznie powoduje WYSOKĄ impedancję przy określonych częstotliwościach i należy tego unikać, ale to jest inne pytanie.
Spróbuję to uprościć.
Mniejsze czapki nazywane są czapkami obejściowymi, ale ich głównym celem jest radzenie sobie z skokami wysokiej częstotliwości. Muszą być małe, aby rozładować się i szybko ładować w odpowiedzi na częstotliwość pojawiania się kolców.
Większe czapki nazywane są czapkami luzem i dotyczą one większych wahań prądu. Głównie, jeśli nagle umieścisz ogromny ładunek na szynie, będziesz potrzebować większych nakładek, aby pomóc dostarczyć nowy ładunek.
Co więcej, posiadanie dwóch kondensatorów pomaga również zmniejszyć ich rezystancję szeregową (ESR), dziedziczoną zmienną cechę, a to staje się szczególnie ważne przy tworzeniu pokładowych zasilaczy.