Prečo elektronickí inžinieri PCBA vždy vkladajú do obvodu dva kondenzátory 0,1uF a 0,01uF?

Musíme pochopiť prečoPCBelektronickí inžinieri vložili do obvodu dva kondenzátory. Najprv musíme porozumieť pojmom bypass a decoupling.

1. Obtok a oddelenie

Obtokový kondenzátor a oddeľovací kondenzátor sú bežné pojmy v obvodoch, ale nie je ľahké im porozumieť.

Aby sme pochopili tieto dve slová, musíme sa vrátiť do anglického kontextu.

Bypass znamená skratku v angličtine a to isté znamená aj v okruhu, ako je znázornené na obrázku nižšie.

Couple znamená v angličtine pár, ktorý je rozšírený na párovanie a spájanie. Ak signál v systéme A spôsobuje signál v systéme B, potom sa hovorí, že medzi systémami A a B dochádza k prepojeniu (spojenie), ako je znázornené na obrázku nižšie. A oddelenie znamená oslabiť toto spojenie.

1) Obchvat

Ak dôjde k rušeniu napájania, vo všeobecnosti ide o vysokofrekvenčný rušivý signál, ktorý môže spôsobiť, že integrovaný obvod nebude správne fungovať.

Pripojte kondenzátor C1 paralelne blízko napájania, pretože kondenzátor je otvorený pre jednosmerný prúd a má nízky odpor proti striedavému prúdu.

Vysokofrekvenčný interferenčný signál prúdi späť do zeme cez C1 a interferenčný signál, ktorý by prešiel cez IC, je skratovaný na GND cez kondenzátor. Tu je C1 úlohou obtokového kondenzátora.

2) Oddelenie

Pretože prevádzková frekvencia integrovaného obvodu je vo všeobecnosti vysoká, keď IC spustí alebo prepne prevádzkovú frekvenciu, na napájacom vodiči sa vytvorí veľké kolísanie prúdu. Tento interferenčný signál bude priamo spätnou väzbou na výkon a spôsobí jeho kolísanie.

Pripojte kondenzátor C2 paralelne v blízkosti napájacieho portu VCC na IC, pretože kondenzátor má funkciu ukladania energie, môže poskytnúť okamžitý prúd do IC a znížiť vplyv kolísania prúdu IC na napájanie. C2 tu hrá úlohu oddeľovacieho kondenzátora.

3. Prečo používať dva kondenzátory?

Späť k otázke spomenutej na začiatku tohto článku, prečo používať dva kondenzátory 0,1uF a 0,01uF?

Výpočtové vzorce pre impedanciu kondenzátora a kapacitnú reaktanciu sú nasledovné:

2. Obtok a odpojenie v okruhu

Ako je znázornené na obrázku nižšie, jednosmerný napájací zdroj napája napájanie čipu IC a do obvodu sú začlenené dva kondenzátory.

Kapacitná reaktancia je nepriamo úmerná frekvencii a hodnote kapacity. Čím väčšia je kapacita a čím vyššia je frekvencia, tým menšia je kapacitná reaktancia. Dá sa jednoducho pochopiť, že čím väčšia je kapacita, tým lepší je filtračný efekt.

Takže s obtokom kondenzátora 0,1 uF nie je zbytočné pridať kondenzátor 0,01 uF?

V skutočnosti je pre konkrétny kondenzátor kapacitný, keď je frekvencia signálu nižšia ako jeho samo-rezonančná frekvencia, a induktívna, keď je frekvencia signálu vyššia ako jeho samo-rezonančná frekvencia.

Keď sú dva kondenzátory 0,1uF a 0,01uF zapojené paralelne, je to ekvivalentné rozšíreniu frekvenčného rozsahu filtrovania.