Las personas suelen dar una explicación cuando se les pregunta cuál es la función de desacoplar los condensadores, pero la verdad es que cumplen varias tareas.
Aquí está la lista de cosas que conozco:
Reducen el rebote en el suelo
El rebote a tierra es un fenómeno en el que una diferencia de voltaje cambiante en el plano de tierra afecta negativamente (en su mayoría) a las señales analógicas y (a veces) digitales. Para señales analógicas, como el audio, por ejemplo, esto podría manifestarse en forma de ruido de tono alto. Para las señales digitales podría significar transiciones de señales faltantes / retrasadas / falsas.
La diferencia de voltaje cambiante se debe a la creación y el colapso de los campos magnéticos causados por los flujos de corriente cambiantes.
Cuanto más largo sea el camino que debe seguir el flujo de corriente, mayor será la inductancia asociada con él y peor será el rebote del suelo. Varias rutas de flujo de corriente también exacerban el problema, así como la velocidad a la que cambia la corriente.
Obviamente, el flujo de corriente se produce entre una fuente de alimentación y un IC conectado, pero algo menos obvio también entre los IC que se comunican. El flujo de corriente asociado con dos circuitos integrados se ve así: fuente de alimentación - > IC 1 - > IC 2 - > Tierra - > fuente de alimentación.
Un condensador de desacoplamiento disminuye efectivamente la longitud de una ruta de corriente al funcionar como una fuente de energía, lo que disminuye la inductancia y, por lo tanto, el rebote a tierra.
El ejemplo anterior se convierte en; Cap - > IC 1 - > IC 2 - > Tierra - > Gorra
Mantienen niveles de voltaje estables
Hay dos razones por las que los niveles de voltaje fluctúan:
- La inductancia del cable / rastro disminuye la tasa máxima de cambio de corriente a través de ese cable / alambre; un aumento repentino en la 'demanda' de corriente resultará en una caída en el voltaje; una disminución repentina en la 'demanda' de corriente resultará en un pico de voltaje.
- Las fuentes de alimentación (especialmente las del tipo de conmutación) necesitan tiempo para responder y se retrasarán ligeramente con respecto a la demanda actual.
Un condensador de desacoplamiento suavizará la demanda de corriente y reducirá las caídas o picos de voltaje.
PUEDEN reducir la EMI (transmisión)
Cuando hablamos de interferencias electromagnéticas, nos referimos a la transmisión de interferencias electromagnéticas no intencionadas o a la recepción de señales electromagnéticas intencionadas o no deseadas que interfieren con la función de su dispositivo. Normalmente se refiere a la transmisión en sí misma.
Las ubicaciones de los condensadores (desacoplamiento) entre los planos de potencia y tierra cambian el coeficiente de transmisión en un rango de frecuencias. Aparentemente usando solo un valor para sus condensadores para toda la El PCB, así como los condensadores de alta resistencia o con pérdida, son el camino a seguir si necesita reducir la EMI; sin embargo, esto va en contra de la práctica común (que recomienda un orden de capacitancia cada vez mayor cuanto más cerca se encuentra la fuente de alimentación). La mayoría de las personas no se preocupan realmente por EMI si hacen circuitos para su afición (aunque los radioaficionados suelen hacerlo), pero es inevitable cuando diseña un circuito para producción en masa.
Un condensador (desacoplamiento) PUEDE reducir la radiación electromagnética no deseada que produce su circuito.
Para responder a tus preguntas restantes ...
¿Cómo puedo saber si necesito uno y, de ser así, qué tamaño y dónde lo necesita?
ir?
Por lo general, coloca un condensador de desacoplamiento siempre que sea posible, eligiendo el tamaño físico más pequeño con el mayor valor lo más cerca posible del pin de la fuente de alimentación del IC.
¿Se utilizaría un registro de desplazamiento de acceso paralelo de 4 bits SN74195N con un
Arduino necesita uno? (Para usar mi proyecto actual como ejemplo) ¿Por qué o por qué?
no?
Probablemente funcionaría bien, pero ¿por qué molestarse con 'probablemente' si puede aumentar las probabilidades colocando un componente que cuesta unos pocos centavos, incluso un solo centavo en algunos casos?
