Diferenças entre desvios e desacopladores de capacitores

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