Dlaczego inżynierowie elektronicy PCBA zawsze umieszczają w obwodzie dwa kondensatory 0,1 uF i 0,01 uF?

Musimy zrozumieć dlaczegoPCBinżynierowie elektronicy umieścili w obwodzie dwa kondensatory. Po pierwsze, musimy zrozumieć koncepcje obejścia i odsprzęgania.

1. Obejście i odsprzęgnięcie

Kondensator obejściowy i kondensator odsprzęgający to powszechne pojęcia w obwodach, ale nie jest łatwo je zrozumieć.

Aby zrozumieć te dwa słowa, musimy wrócić do kontekstu angielskiego.

Obejście oznacza w języku angielskim pójście na skróty i to samo oznacza w obwodzie, jak pokazano na poniższym rysunku.

Para oznacza parę w języku angielskim, która jest rozszerzona na parowanie i łączenie. Jeżeli sygnał w systemie A powoduje sygnał w systemie B, to mówimy, że pomiędzy systemami A i B zachodzi sprzężenie (sprzężenie), jak pokazano na poniższym rysunku. A oddzielenie oznacza osłabienie tego sprzężenia.

1) Obejście

Jeśli dochodzi do zakłóceń w zasilaniu, jest to zazwyczaj sygnał zakłócający o wysokiej częstotliwości, który może spowodować nieprawidłowe działanie układu scalonego.

Podłącz kondensator C1 równolegle w pobliżu zasilania, ponieważ kondensator ma otwarty obwód do prądu stałego i ma niską rezystancję do prądu przemiennego.

Sygnał zakłócający o wysokiej częstotliwości przepływa z powrotem do masy przez kondensator C1, a sygnał zakłócający, który przeszedłby przez układ scalony, przechodzi przez kondensator do masy GND. Tutaj C1 jest rolą kondensatora obejściowego.

2) Oddzielenie

Ponieważ częstotliwość robocza układu scalonego jest generalnie wysoka, kiedy układ scalony uruchamia się lub przełącza częstotliwość roboczą, na przewodzie zasilającym powstają duże wahania prądu. Ten sygnał zakłócający będzie bezpośrednio przekazywany do zasilania i powoduje jego wahania.

Podłącz kondensator C2 równolegle w pobliżu portu zasilania VCC układu scalonego, ponieważ kondensator ma funkcję magazynowania energii, może dostarczać chwilowy prąd do układu scalonego i zmniejszać wpływ zakłóceń wahań prądu układu scalonego na moc. Tutaj C2 pełni rolę kondensatora odsprzęgającego.

3. Po co stosować dwa kondensatory?

Wracając do pytania wspomnianego na początku tego artykułu: po co stosować dwa kondensatory 0,1 uF i 0,01 uF?

Wzory obliczeniowe impedancji kondensatora i reaktancji pojemnościowej są następujące:

2. Obejście i odsprzęgnięcie w obwodzie

Jak pokazano na poniższym rysunku, zasilacz prądu stałego zasila układ scalony IC, a w obwód wbudowane są dwa kondensatory.

Reaktancja pojemnościowa jest odwrotnie proporcjonalna do wartości częstotliwości i pojemności. Im większa pojemność i im wyższa częstotliwość, tym mniejsza reaktancja pojemnościowa. Można po prostu zrozumieć, że im większa pojemność, tym lepszy efekt filtrowania.

Czy przy obejściu kondensatora 0,1 uF nie jest stratą czasu dodanie kondensatora 0,01 uF?

W rzeczywistości, w przypadku konkretnego kondensatora, jest on pojemnościowy, gdy częstotliwość sygnału jest niższa niż jego częstotliwość rezonansowa, i indukcyjny, gdy częstotliwość sygnału jest wyższa niż jego częstotliwość rezonansowa.

Gdy dwa kondensatory 0,1 uF i 0,01 uF są połączone równolegle, jest to równoznaczne z poszerzeniem zakresu częstotliwości filtrowania.