Os termos “capacitor de derivação” e “capacitor de desacoplamento” são usados de forma intercambiável, embora existam diferenças definidas entre eles.
Vamos primeiro entender o contexto em que surge a necessidade de ignorar. Ao alimentar qualquer dispositivo ativo, o principal requisito é que o ponto de entrada da fonte de alimentação (“trilho de força”) seja a mais baixa impedância (relativa ao solo) possível (de preferência zero ohms, embora isso nunca possa ser alcançado na prática). Este requisito garante a estabilidade do circuito.
O capacitor de derivação ("derivação") nos ajuda a atender a esse requisito restringindo as comunicações indesejadas, como o "ruído" que emana da linha de energia para o circuito eletrônico em questão. Qualquer falha ou ruído que aparece na linha de energia é imediatamente desviado para o terra do chassi (“GND”) e, assim, impedido de entrar no sistema, daí o nome de bypass capacitor.
Para diferentes dispositivos dentro de um sistema eletrônico ou para diferentes componentes dentro do mesmo circuito integrado (“IC”), o capacitor de desvio suprime o ruído inter-sistema ou intra-sistema. Essa situação surge devido à semelhança na forma de um correio de energia compartilhada. Escusado será dizer que, em todas as frequências de operação, o impacto do ruído deve ser contido.
No que diz respeito à sua localização física no projeto, os capacitores de desvio são colocados perto das fontes de alimentação e dos pinos dos conectores. Esses limites permitem que a corrente alternada ("CA") passe e mantenha a corrente contínua ("CC") dentro do bloco ativo.
Fig. 1: Implementação básica de um capacitor de derivação
Como mostrado em Figura 1, a forma mais simples do capacitor de derivação é uma tampa conectada diretamente à fonte de energia (“VCC”) e ao GND. A natureza da conexão permitirá que o componente CA do VCC passe para o GND. A tampa age como uma reserva de corrente. O capacitor carregado ajuda a preencher quaisquer 'quedas' no VCC de tensão, liberando sua carga quando a tensão cai. O tamanho do capacitor determina o tamanho de um 'mergulho' que ele pode preencher. Quanto maior o capacitor, maior a queda repentina de tensão que o capacitor pode suportar. Os valores típicos do capacitor são .1uF capacitor e .01uF.
Quanto à questão de quantos capacitores de derivação precisam ser usados em um projeto, a regra geral é o número de CIs no projeto. Como mencionado anteriormente, a tampa de derivação está diretamente conectada aos pinos VCC e GND. Embora o uso de muitos capacitores de derivação possa parecer um exagero, em essência, isso nos ajuda a garantir a confiabilidade do projeto. Tornou-se comum que os projetos usem soquetes DIP com tampas de bypass incorporadas quando o número de capacitores por polegada quadrada atinge um certo limite.
Os capacitores de desacoplamento (“decapagem”), por outro lado, são usados para isolar dois estágios de um circuito, para que esses dois estágios não tenham efeito DC um no outro..
Na realidade, a dissociação é uma versão refinada do desvio. Devido às limitações finitas do desvio na criação da fonte de tensão ideal, muitas vezes é necessário o "desacoplamento" ou o isolamento de fontes de ruído adjacentes. Um capacitor de desacoplamento é usado para separar a tensão CC e a tensão CA e, como tal, está localizado entre a saída de um estágio e a entrada do próximo estágio..
Os capacitores de desacoplamento tendem a ser polarizados e atuam principalmente como caçambas de carga. Isso ajuda a manter o potencial próximo aos respectivos pinos de energia dos componentes. Isso, por sua vez, evita que o potencial caia abaixo do limite de fornecimento sempre que o (s) componente (s) alternar em velocidades consideráveis ou sempre que houver comutação simultânea na placa. Por fim, isso reduz a demanda por energia extra das fontes de alimentação.
Um capacitor de derivação geralmente assume a forma de um capacitor de derivação colocado sobre o trilho de energia, conforme mostrado em Figura 2. A dissociação completa a parte implícita de "RC" (LC) da rede: o elemento de série - como em um filtro passa-baixo.
Fig. 2: Implementação básica de um capacitor de desacoplamento
A dissociação também pode ser realizada usando um regulador de tensão no lugar da rede LC, como mostrado na Fig. 3.
Fig. 3: Uso do regulador de tensão como substituto de um capacitor de desacoplamento