Разлики между байпасни и разединителни кондензатори

Термините "байпасен кондензатор" и "разединителен кондензатор" се използват взаимозаменяемо, въпреки че между тях има определени разлики.

Нека първо разберем контекста, в който възниква необходимостта от заобикаляне. При захранване на всяко активно устройство основното изискване е точката на влизане на захранването („захранваща шина“) да бъде възможно най-ниска импеданс (по отношение на земята) (за предпочитане нула ома, въпреки че това никога не може да бъде постигнато на практика). Това изискване гарантира стабилността на веригата.

Байпасният кондензатор („байпас“) ни помага да изпълним това изискване, като ограничава нежеланите комуникации, а.к.а. „шума“, излъчван от електропровода към въпросната електронна верига. Всеки проблем или шум, появяващ се в електропровода, незабавно се заобикаля в земната част на шасито („GND“) и по този начин се предотвратява влизането в системата, оттук и името на байпасния кондензатор.

За различни устройства в електронна система или за различни компоненти в една и съща интегрална схема ("IC"), байпасният кондензатор потиска междусистемния или вътресистемния шум. Тази ситуация възниква поради общото под формата на споделена властова поща. Излишно е да казвам, че при всички работни честоти въздействието на шума трябва да бъде ограничено.

Що се отнася до физическото им местоположение в дизайна, байпасните кондензатори се поставят близо до захранващите устройства и щифтовете на захранващите конектори. Тези капачки позволяват на променлив ток ("AC") да преминава през и поддържа постоянен ток ("DC") в активния блок.

Фиг. 1: Основно изпълнение на байпасен кондензатор

Както е показано в Фиг. 1, най-простата форма на байпасния кондензатор е капачка, свързана директно към източника на енергия ("VCC") и към GND. Естеството на връзката ще позволи на AC компонента на VCC да премине към GND. Капачката действа като резерв от ток. Зареденият кондензатор помага да се запълнят всички „потапяния“ в напрежението VCC, като се освобождава зарядът му, когато напрежението падне. Размерът на кондензатора определя колко голям "затапване" може да запълни. Колкото по-голям е кондензаторът, толкова по-голям е внезапният спад на напрежението, с който кондензаторът може да се справи. Типичните стойности на кондензатора са .1uF кондензатор и .01uF.

Що се отнася до въпроса колко байпасни кондензатори трябва да бъдат използвани в дизайна, правилото за палеца е колкото броя на ИС в дизайна. Както бе споменато по-рано, байпасната капачка, така че е директно свързана към щифтовете VCC и GND. Въпреки че използването на много байпасни кондензатори може да звучи като свръх убийство, това всъщност ни помага да гарантираме надеждност на дизайна. Стана обичайно за дизайните да използват DIP гнезда, които имат вградени байпасни капачки, когато броят на кондензаторите на квадратен инч достигне определен праг.

Разделителните кондензатори („декап”), от друга страна, се използват за изолиране на два етапа на верига, така че тези два етапа да нямат никакъв постоянен ефект един върху друг.

В действителност разединяването е усъвършенствана версия на заобикалянето. Поради заобикалянето на крайните ограничения при създаването на идеалния източник на напрежение често се изисква „разединяване“ или изолиране на съседни източници на шум. Използва се разединителен кондензатор за разделяне на постояннотоковото и променливотоковото напрежение и като такъв се намира между изхода на един етап и входа на следващия етап.

Разединяващите кондензатори са склонни да бъдат поляризирани и действат главно като кофи за зареждане. Това помага да се поддържа потенциалът в близост до съответните силови щифтове на компонентите. Това от своя страна не позволява потенциалът да падне под прага на захранване, когато компонентът (ите) се превключват със значителна скорост или всеки път, когато на платката се извършва едновременно превключване. В крайна сметка това намалява търсенето на допълнителна мощност от захранващите устройства.

Байпасният кондензатор обикновено има формата на маневрения кондензатор, поставен през силовата шина, както е показано на Фиг. 2. Разединяването завършва подразбиращата се част от мрежата „RC” (LC): серийният елемент - като при нискочестотен филтър.

Фиг. 2: Основна реализация на кондензатор за отделяне

Разединяването може да се извърши и чрез използване на регулатор на напрежението вместо LC мрежата, както е показано на Фиг. 3.

Фиг. 3: Използване на регулатор на напрежението като заместител на разединителен кондензатор