¿Cuál es el uso de un condensador de desacoplamiento cerca de un condensador de reserva?

La razón más probable por la que se hace esto es porque, en la vida real, los condensadores no tienen un ancho de banda infinito. En general, cuanto más alta sea la capacitancia del capacitor, menos podrá reaccionar a las frecuencias altas, mientras que los capacitores de pequeño valor reaccionan mejor a las frecuencias más altas, como se ve en el gráfico a continuación. El uso conjunto de dos condensadores de diferentes valores se realiza para mejorar la respuesta del filtrado.

Como usted dice, una tapa de desacoplamiento y una tapa de depósito a granel de suministro de energía sirven para dos propósitos diferentes. Usted tiene razón en que la tapa de desacoplamiento debe estar físicamente cerca del consumidor de la potencia que está desconectando. El límite máximo puede estar en cualquier lugar de la red de potencia, ya que trata con corrientes de baja frecuencia.

Sin embargo, la suposición incorrecta que está haciendo es asumir que la colocación esquemática implica la colocación física. No lo hace En un esquema bueno , habrá algunos indicios de ubicación física. En este caso, no podemos saber si el condensador de desacoplamiento (C5) está físicamente cerca de IC1 (donde debería estar) o no.

Personalmente no dibujaría un esquema de esta manera exactamente por esta razón, y creo que hacerlo es irresponsable. Sin embargo, el software de captura esquemática generará la misma lista de redes de cualquier manera, por lo que los detalles son realmente adecuados para la ubicación. Sin un diagrama de diseño de tablero, simplemente no se puede decir. Por lo general, coloco las tapas de desacoplamiento físicamente cerca de sus partes para dar una pista de que esto es lo que pretendo y de que lo he pensado. Este es un tema que menciono al hablar sobre cómo dibujar buenos esquemas en enlace .

Desafortunadamente, hay muchos esquemas mal dibujados por ahí.

Cuando se usan en paralelo dos o más condensadores de desacoplamiento de diferentes valores, es necesario considerar la resonancia paralela que se produce entre las dos redes.

Clayton Paul describió este fenómeno. Considere un acoplamiento paralelo de los condensadores C1, C2, con diferentes valores y C1 > > C2 con los parásitos L1 y L2 sobre el mismo L1 = L2 (figura 1.A).

Suponemosque\$f_1\$eslafrecuenciaenlaqueelcondensadorC1esresonanteconelinductorL1,y\$f_2\$lafrecuenciaenlaqueelcondensadorC2esresonanteconelinductorL2.

Debajodelafrecuencia\$f_1\$ambasredesparecencapacitivas,ylacapacitanciatotalesigualalasumadelosdoscapacitores.Estomejora(muypoco)eldesacoplamientoenlasfrecuenciaspordebajode\$f_1\$.

Porencimade\$f_2\$,ambasredespareceninductivasylainductanciatotalesigualalasdosinductoresenparalelo,olamitaddelainductancia.Estomejoraeldesacoplamientoenlasfrecuenciassuperioresa\$f_2\$.

Aunafrecuenciaentrelasresonanciasdelasdosredes(\$f_1<f<f_2\$),elcircuitoequivalentedelasdosredesesuncapacitorenparaleloconuninductor,comosemuestraenlafigura1.b(Circuitoresonanteparalelo).Estoproduceunaresonancia(figura2),queseconvierteenunproblemacuandolatoleranciadeloscomponentessuperael50%.

Por lo tanto, podemos concluir que el desacoplamiento se mejorará en las frecuencias por encima (y por debajo) de la frecuencia en la que ambas redes de condensadores son resonantes. El desacoplamiento en realidad será peor en algunas frecuencias entre estas dos frecuencias de resonancia, debido al pico de impedancia causado por la red resonante paralela, que es mala.

La principal diferencia entre los condensadores pequeños y los condensadores electrolíticos grandes es su respuesta de frecuencia. Los condensadores electrolíticos tienen especificaciones deficientes para frecuencias más altas y eventualmente pueden fallar debido a la tensión del ruido de alta frecuencia. A su vez, las altas frecuencias que el capacitor electrolítico solo filtra parcialmente, pueden estar en el rango audible superior de su amplificador.

El pequeño condensador filtra fácilmente el ruido de alta frecuencia, pero, por supuesto, tiene poco efecto cuando se trata del filtrado de ondulación de la fuente de alimentación de baja frecuencia.

No todos los capacitores son iguales ... Los capacitores a granel más grandes no pueden responder tan rápidamente debido a ESR y ESL (Resistencia e Inductancia de Serie Equivalente) que dependen de su composición.

Por supuesto, existe la posibilidad de acercarse como usted menciona, pero en general, un buen esquema tendrá capacidades más voluminosas, más lentas y más grandes cuanto más se aleje del circuito. las frecuencias correspondientes que deben tratarse también disminuyen, si se hacen correctamente.

Lo que limita las pequeñas capacitancias de desacoplamiento es la auto-resonancia de la propia tapa y la inductancia de los cables de enlace en el paquete (de nuevo, dependiendo del paquete).

Este esquema de escala jerárquica continúa dentro del IC con nodos críticos que tienen condensadores locales para eventos de mayor frecuencia. Por supuesto, estas tapas en el interior son las más caras y las más pequeñas de todas.