He visto varios diagramas de circuitos con un capacitor de 0.1 microfaradios conectado a la tensión de alimentación.
¿Cómo funcionan los condensadores para evitar fluctuaciones en el voltaje de la fuente de CC? ¿Por qué no bloquean completamente DC y actúan como una especie de interrupción en el circuito?
La red de distribución de energía (PDN) en una PCB no es ideal. No tiene resistencia ni inductancia cero.
Digamos que un IC necesita un aumento repentino en la corriente de suministro. La resistencia y la inductancia de la PDN podrían causar que un aumento tan repentino en el consumo de corriente genere una caída de voltaje temporal (una caída local, cerca del IC).
Un capacitor local, muy cerca del IC, tiene la capacidad de proporcionar la corriente adicional necesaria hasta que la PDN pueda mantener el ritmo del cambio y proporcionar esa corriente por sí misma, recargando en el proceso el capacitor. >
Los condensadores "bloquean DC" en el sentido de que en un sistema de estado estacionario de CC la corriente a través de un capacitor es cero.
Pero normalmente no estamos tratando con un sistema de DC de estado estable. Estamos tratando con componentes que están realizando una tarea que varía en el tiempo. Las demandas de alimentación de esos componentes variarán en función del tiempo.
Si tuviéramos una fuente de voltaje de CC ideal conectada a nuestros componentes por cables ideales, esta variación en la corriente no importaría, pero no tenemos fuentes de voltaje ideales y no tenemos cables ideales. Tenemos una fuente de alimentación real con impedancia distinta de cero y cables reales y trazas de PCB con resistencia y, lo que es más importante, inductancia. La inductancia es especialmente importante, ya que la impedancia efectiva de la red eléctrica aumenta con la frecuencia.
Entonces, las variaciones en la demanda de corriente, especialmente a alta frecuencia, conducen a variaciones en el voltaje. Si esas variaciones en el voltaje se vuelven demasiado grandes, conducen a un mal comportamiento. Por ejemplo, diafonía y retroalimentación en circuitos analógicos o fallas en circuitos digitales.
Para reducir las variaciones en el voltaje, necesitamos reducir la impedancia del suministro al chip. Podemos hacer esto poniendo un condensador a través de él. Dependiendo del rango de frecuencia del problema, se pueden usar diferentes tipos y tamaños de capacitores, pero como regla general para frecuencias moderadas, un capacitor cerámico de 100 nF en cada par de pines de alimentación / masa lo más cerca posible del chip es normalmente .
El condensador de 0.1uF, está ahí para evitar el ruido de alta frecuencia. Generalmente es muy útil en los circuitos digitales para evitar el restablecimiento del microprocesador, o estados altos falsos en las entradas lógicas. El condensador recibirá energía y lo retendrá durante algún tiempo, como un tanque de agua con un pequeño orificio en el fondo. Si el suministro de agua es constante, el tanque nunca estará vacío, pero si cierra un poco el suministro de agua por un momento, el tanque comenzará a descargar su contenido, lo que hará que el flujo sea menos notorio.
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