El condensador es el dispositivo más comúnmente utilizado en el diseño de circuitos, es uno de los componentes pasivos, el dispositivo activo es simplemente la necesidad de fuente de energía (eléctrica) del dispositivo llamado dispositivo activo, sin fuente de energía (eléctrica) del dispositivo es dispositivo pasivo .
La función y el uso de los condensadores son generalmente de muchos tipos, como: función de derivación, desacoplamiento, filtrado y almacenamiento de energía; En la realización de la oscilación, la sincronización y el papel de la constante de tiempo.
Aislamiento de CC: la función es evitar el paso de CC y dejar pasar la CA..
Bypass (desacoplamiento): proporciona una ruta de baja impedancia para ciertos componentes paralelos en un circuito de CA.
Condensador de derivación: un condensador de derivación, también conocido como condensador de desacoplamiento, es un dispositivo de almacenamiento de energía que proporciona energía a un dispositivo. Utiliza las características de impedancia de frecuencia del capacitor, las características de frecuencia del capacitor ideal a medida que aumenta la frecuencia, la impedancia disminuye, al igual que un estanque, puede hacer que la salida de voltaje de salida sea uniforme y reducir la fluctuación del voltaje de carga. El condensador de derivación debe estar lo más cerca posible del pin de fuente de alimentación y del pin de tierra del dispositivo de carga, que es el requisito de impedancia.
Al dibujar la PCB, preste especial atención al hecho de que sólo cuando está cerca de un componente puede suprimir la elevación del potencial de tierra y el ruido causado por un voltaje excesivo u otra transmisión de señal. Para decirlo sin rodeos, el componente de CA de la fuente de alimentación de CC está acoplado a la fuente de alimentación a través del condensador, que desempeña la función de purificar la fuente de alimentación de CC. C1 es el condensador de derivación en la siguiente figura y el dibujo debe estar lo más cerca posible de IC1.
Condensador de desacoplamiento: el condensador de desacoplamiento es la interferencia de la señal de salida como objeto de filtro, el condensador de desacoplamiento es equivalente a la batería, el uso de su carga y descarga, de modo que la señal amplificada no se verá perturbada por la mutación de la corriente. . Su capacidad depende de la frecuencia de la señal y del grado de supresión de las ondulaciones, y el condensador de desacoplamiento debe desempeñar un papel de "batería" para hacer frente a los cambios en la corriente del circuito impulsor y evitar interferencias de acoplamiento entre sí.
El condensador de derivación en realidad está desacoplado, pero el condensador de derivación generalmente se refiere a una derivación de alta frecuencia, es decir, para mejorar el ruido de conmutación de alta frecuencia de una ruta de liberación de baja impedancia. La capacitancia de derivación de alta frecuencia es generalmente pequeña y la frecuencia de resonancia es generalmente 0,1 F, 0,01 F, etc. La capacidad del condensador de desacoplamiento es generalmente grande, que puede ser 10 F o más, dependiendo de los parámetros distribuidos en el circuito y el cambio en la corriente de accionamiento.
La diferencia entre ellos: el bypass es filtrar la interferencia en la señal de entrada como objeto, y el desacoplamiento es filtrar la interferencia en la señal de salida como objeto para evitar que la señal de interferencia regrese a la fuente de alimentación.
Acoplamiento: Actúa como una conexión entre dos circuitos, permitiendo que las señales de CA pasen y se transmitan al circuito del siguiente nivel.
El condensador se utiliza como componente de acoplamiento para transmitir la primera señal a la última etapa y para bloquear la influencia de la primera corriente continua en la última etapa, de modo que la depuración del circuito sea simple y el rendimiento sea estable. Si la amplificación de la señal de CA no cambia sin el condensador, pero es necesario rediseñar el punto de trabajo en todos los niveles, debido a la influencia de las etapas delantera y trasera, depurar el punto de trabajo es muy difícil y es casi imposible de lograr en múltiples niveles.
Filtro: Esto es muy importante para el circuito, el condensador detrás de la CPU es básicamente esta función.
Es decir, cuanto mayor es la frecuencia f, menor es la impedancia Z del condensador. Cuando la capacitancia C es de baja frecuencia, debido a que la impedancia Z es relativamente grande, las señales útiles pueden pasar sin problemas; A alta frecuencia, el condensador C ya es muy pequeño debido a la impedancia Z, lo que equivale a cortocircuitar el ruido de alta frecuencia a GND.
Acción de filtrado: capacitancia ideal, cuanto mayor es la capacitancia, menor es la impedancia, mayor es la frecuencia de paso. Los condensadores electrolíticos generalmente tienen más de 1 uF, que tienen un componente de inductancia grande, por lo que la impedancia será grande después de una alta frecuencia. A menudo vemos que a veces hay un capacitor electrolítico de capacitancia grande en paralelo con un capacitor pequeño; de hecho, un capacitor grande pasa por baja frecuencia y una capacitancia pequeña por alta frecuencia, para filtrar completamente las frecuencias altas y bajas. Mientras mayor es la frecuencia del capacitor mayor es la atenuación, el capacitor es como un estanque, unas pocas gotas de agua no son suficientes para causar un gran cambio en él, es decir, la fluctuación de voltaje no es un gran momento cuando el voltaje se puede amortiguar.
Figura C2 Compensación de temperatura: para mejorar la estabilidad del circuito compensando el efecto de una adaptabilidad de temperatura insuficiente de otros componentes.
Análisis: debido a que la capacidad del capacitor de sincronización determina la frecuencia de oscilación del oscilador de línea, se requiere que la capacidad del capacitor de sincronización sea muy estable y no cambie con el cambio de la humedad ambiental, para que la frecuencia de oscilación del oscilador de línea estable. Por lo tanto, se utilizan en paralelo condensadores con coeficientes de temperatura positivos y negativos para llevar a cabo la complementación de temperatura. Cuando la temperatura de funcionamiento aumenta, la capacidad de C1 aumenta, mientras que la capacidad de C2 disminuye. La capacidad total de dos condensadores en paralelo es la suma de las capacidades de dos condensadores. Dado que una capacidad aumenta mientras la otra disminuye, la capacidad total básicamente no cambia. De manera similar, cuando se reduce la temperatura, la capacidad de un capacitor se reduce y el otro aumenta, y la capacidad total básicamente no cambia, lo que estabiliza la frecuencia de oscilación y logra el propósito de compensación de temperatura.
Sincronización: el condensador se utiliza junto con la resistencia para determinar la constante de tiempo del circuito.
Cuando la señal de entrada salta de baja a alta, el circuito RC ingresa después del almacenamiento en búfer 1. La característica de carga del capacitor hace que la señal en el punto B no salte inmediatamente con la señal de entrada, sino que tenga un proceso de aumento gradual. Cuando es lo suficientemente grande, el buffer 2 se voltea, lo que resulta en un salto retrasado de bajo a alto en la salida.
Constante de tiempo: tomando como ejemplo el circuito integrado común de la serie RC, cuando el voltaje de la señal de entrada se aplica al extremo de entrada, el voltaje en el capacitor aumenta gradualmente. La corriente de carga disminuye con el aumento del voltaje, la resistencia R y el capacitor C están conectados en serie a la señal de entrada VI, y la señal de salida V0 del capacitor C, cuando el valor RC (τ) y la onda cuadrada de entrada ancho tW cumple: τ “tW”, este circuito se llama circuito integrado.
Sintonización: Sintonización sistemática de circuitos dependientes de la frecuencia, como teléfonos móviles, radios y televisores.
Debido a que la frecuencia resonante de un circuito oscilante sintonizado con IC es función de IC, encontramos que la relación entre la frecuencia resonante máxima y mínima del circuito oscilante varía con la raíz cuadrada de la relación de capacitancia. La relación de capacitancia aquí se refiere a la relación entre la capacitancia cuando el voltaje de polarización inversa es el más bajo y la capacitancia cuando el voltaje de polarización inversa es el más alto. Por lo tanto, la curva característica de sintonización del circuito (frecuencia de resonancia de polarización) es básicamente una parábola.
Rectificador: Encender o apagar un elemento interruptor conductor semicerrado en un momento predeterminado.
Almacenamiento de energía: Almacenamiento de energía eléctrica para liberarla cuando sea necesario. Como flash de cámara, equipos de calefacción, etc.
En general, los condensadores electrolíticos tendrán la función de almacenamiento de energía; para los condensadores de almacenamiento de energía especiales, el mecanismo de almacenamiento de energía capacitivo son los condensadores de doble capa eléctrica y los condensadores de Faraday. Su forma principal es el almacenamiento de energía mediante supercondensadores, en el que los supercondensadores son condensadores que utilizan el principio de doble capa eléctrica.
Cuando el voltaje aplicado se aplica a las dos placas del supercondensador, el electrodo positivo de la placa almacena la carga positiva y la placa negativa almacena la carga negativa, como en los condensadores comunes. Bajo el campo eléctrico generado por la carga en las dos placas del supercondensador, se forma la carga opuesta en la interfaz entre el electrolito y el electrodo para equilibrar el campo eléctrico interno del electrolito.
Esta carga positiva y carga negativa están dispuestas en posiciones opuestas en la superficie de contacto entre dos fases diferentes con un espacio muy corto entre las cargas positivas y negativas, y esta capa de distribución de carga se llama doble capa eléctrica, por lo que la capacidad eléctrica es muy grande.
Hora de publicación: 15 de agosto de 2023
