Il condensatore è il dispositivo più comunemente utilizzato nella progettazione dei circuiti, è uno dei componenti passivi, il dispositivo attivo è semplicemente la necessità di una fonte di energia (elettrica) del dispositivo chiamato dispositivo attivo, senza fonte di energia (elettrica) del dispositivo è un dispositivo passivo .
Il ruolo e l'uso dei condensatori sono generalmente di vario tipo, come ad esempio: il ruolo di bypass, disaccoppiamento, filtraggio, accumulo di energia; Nel completamento dell'oscillazione, della sincronizzazione e del ruolo della costante di tempo.
Isolamento CC: la funzione è impedire il passaggio della corrente continua e lasciare passare la corrente alternata.
Bypass (disaccoppiamento): fornisce un percorso a bassa impedenza per alcuni componenti paralleli in un circuito CA.
Condensatore di bypass: un condensatore di bypass, noto anche come condensatore di disaccoppiamento, è un dispositivo di accumulo di energia che fornisce energia a un dispositivo. Utilizza le caratteristiche di impedenza di frequenza del condensatore, le caratteristiche di frequenza del condensatore ideale all'aumentare della frequenza, l'impedenza diminuisce, proprio come uno stagno, può rendere uniforme la tensione di uscita in uscita, ridurre la fluttuazione della tensione di carico. Il condensatore di bypass deve essere il più vicino possibile al pin di alimentazione e al pin di terra del dispositivo di carico, che rappresenta il requisito di impedenza.
Quando si disegna il PCB, prestare particolare attenzione al fatto che solo quando è vicino a un componente può sopprimere l'elevazione del potenziale di terra e il rumore causato da una tensione eccessiva o da altra trasmissione di segnali. Per dirla senza mezzi termini, la componente CA dell'alimentatore CC è accoppiata all'alimentatore tramite il condensatore, che svolge il ruolo di purificare l'alimentatore CC. C1 è il condensatore di bypass nella figura seguente e il disegno dovrebbe essere il più vicino possibile a IC1.
Condensatore di disaccoppiamento: il condensatore di disaccoppiamento è l'interferenza del segnale di uscita come oggetto filtro, il condensatore di disaccoppiamento è equivalente alla batteria, l'uso della sua carica e scarica, in modo che il segnale amplificato non venga disturbato dalla mutazione della corrente . La sua capacità dipende dalla frequenza del segnale e dal grado di soppressione delle ondulazioni, e il condensatore di disaccoppiamento deve svolgere il ruolo di "batteria" per soddisfare i cambiamenti nella corrente del circuito di comando ed evitare interferenze di accoppiamento tra loro.
Il condensatore di bypass è in realtà disaccoppiato, ma il condensatore di bypass si riferisce generalmente al bypass ad alta frequenza, ovvero per migliorare il rumore di commutazione ad alta frequenza di un percorso di rilascio a bassa impedenza. La capacità di bypass ad alta frequenza è generalmente piccola e la frequenza di risonanza è generalmente 0,1 F, 0,01 F, ecc. La capacità del condensatore di disaccoppiamento è generalmente grande, che può essere 10 F o maggiore, a seconda dei parametri distribuiti nel circuito e la variazione della corrente di azionamento.
La differenza tra loro: il bypass serve a filtrare l'interferenza nel segnale di ingresso come oggetto e il disaccoppiamento serve a filtrare l'interferenza nel segnale di uscita come oggetto per evitare che il segnale di interferenza ritorni all'alimentazione.
Accoppiamento: funge da connessione tra due circuiti, consentendo ai segnali CA di passare attraverso e di essere trasmessi al circuito di livello successivo.
Il condensatore viene utilizzato come componente di accoppiamento per trasmettere il primo segnale al secondo stadio e per bloccare l'influenza della prima corrente continua sul secondo stadio, in modo che il debug del circuito sia semplice e le prestazioni siano stabili. Se l'amplificazione del segnale CA non cambia senza condensatore, ma è necessario riprogettare il punto di lavoro a tutti i livelli, a causa dell'influenza degli stadi anteriore e posteriore, il debug del punto di lavoro è molto difficile ed è quasi impossibile da ottenere a più livelli.
Filtro: questo è molto importante per il circuito, il condensatore dietro la CPU svolge fondamentalmente questo ruolo.
Cioè, maggiore è la frequenza f, minore è l'impedenza Z del condensatore. Quando la bassa frequenza, la capacità C poiché l'impedenza Z è relativamente grande, i segnali utili possono passare senza intoppi; Ad alta frequenza, il condensatore C è già molto piccolo a causa dell'impedenza Z, che equivale a cortocircuitare il rumore ad alta frequenza verso GND.
Azione del filtro: capacità ideale, maggiore è la capacità, minore è l'impedenza, maggiore è la frequenza di passaggio. I condensatori elettrolitici sono generalmente più di 1uF, che hanno una grande componente di induttanza, quindi l'impedenza sarà grande dopo un'alta frequenza. Vediamo spesso che a volte c'è un condensatore elettrolitico di grande capacità in parallelo con un piccolo condensatore, infatti, un grande condensatore attraverso la bassa frequenza, una piccola capacità attraverso l'alta frequenza, in modo da filtrare completamente le alte e le basse frequenze. Maggiore è la frequenza del condensatore, maggiore è l'attenuazione, il condensatore è come uno stagno, poche gocce d'acqua non sono sufficienti per provocarne un grande cambiamento, vale a dire che la fluttuazione della tensione non è un bel momento in cui la tensione può essere tamponata.
Figura C2 Compensazione della temperatura: migliorare la stabilità del circuito compensando l'effetto di un'insufficiente adattabilità della temperatura di altri componenti.
Analisi: poiché la capacità del condensatore di temporizzazione determina la frequenza di oscillazione dell'oscillatore di linea, la capacità del condensatore di temporizzazione deve essere molto stabile e non cambiare con il cambiamento dell'umidità ambientale, in modo da rendere la frequenza di oscillazione del oscillatore di linea stabile. Pertanto, condensatori con coefficienti di temperatura positivi e negativi vengono utilizzati in parallelo per eseguire la complementazione della temperatura. Quando la temperatura di esercizio aumenta, la capacità di C1 aumenta, mentre la capacità di C2 diminuisce. La capacità totale di due condensatori in parallelo è la somma delle capacità di due condensatori. Poiché una capacità aumenta mentre l’altra diminuisce, la capacità totale rimane sostanzialmente invariata. Allo stesso modo, quando la temperatura viene ridotta, la capacità di un condensatore viene ridotta e l'altro aumenta, e la capacità totale rimane sostanzialmente invariata, il che stabilizza la frequenza di oscillazione e raggiunge lo scopo di compensazione della temperatura.
Temporizzazione: il condensatore viene utilizzato insieme al resistore per determinare la costante di tempo del circuito.
Quando il segnale di ingresso salta da basso ad alto, il circuito RC viene immesso dopo il buffering 1. La caratteristica della carica del condensatore fa sì che il segnale nel punto B non salti immediatamente con il segnale di ingresso, ma abbia un processo di aumento graduale. Quando è sufficientemente grande, il buffer 2 si inverte, determinando un salto ritardato da basso ad alto in uscita.
Costante di tempo: prendendo come esempio il comune circuito integrato della serie RC, quando la tensione del segnale di ingresso viene applicata all'estremità di ingresso, la tensione sul condensatore aumenta gradualmente. La corrente di carica diminuisce con l'aumentare della tensione, il resistore R e il condensatore C sono collegati in serie al segnale di ingresso VI, e al segnale di uscita V0 dal condensatore C, quando il valore RC (τ) e l'onda quadra in ingresso larghezza tW incontra: τ “tW”, questo circuito è chiamato circuito integrato.
Sintonizzazione: sintonizzazione sistematica di circuiti dipendenti dalla frequenza, come telefoni cellulari, radio e televisori.
Poiché la frequenza di risonanza di un circuito oscillante sintonizzato in circuito integrato è una funzione del circuito integrato, troviamo che il rapporto tra la frequenza di risonanza massima e minima del circuito oscillante varia con la radice quadrata del rapporto di capacità. Il rapporto di capacità qui si riferisce al rapporto tra la capacità quando la tensione di polarizzazione inversa è la più bassa e la capacità quando la tensione di polarizzazione inversa è la più alta. Pertanto, la curva caratteristica di accordatura del circuito (frequenza di risonanza del bias) è fondamentalmente una parabola.
Raddrizzatore: accensione o spegnimento di un elemento interruttore conduttore semichiuso in un momento predeterminato.
Accumulo di energia: immagazzinare energia elettrica per rilasciarla quando necessario. Come flash della fotocamera, apparecchiature di riscaldamento, ecc.
In generale, i condensatori elettrolitici avranno il ruolo di accumulo di energia, per i condensatori speciali di accumulo di energia, il meccanismo di accumulo di energia capacitivo è costituito da condensatori a doppio strato elettrico e condensatori di Faraday. La sua forma principale è l'accumulo di energia tramite supercondensatori, in cui i supercondensatori sono condensatori che utilizzano il principio dei doppi strati elettrici.
Quando la tensione applicata viene applicata alle due piastre del supercondensatore, l'elettrodo positivo della piastra immagazzina la carica positiva e la piastra negativa immagazzina la carica negativa, come nei normali condensatori. Sotto il campo elettrico generato dalla carica sulle due piastre del supercondensatore, si forma la carica opposta sull'interfaccia tra l'elettrolita e l'elettrodo per bilanciare il campo elettrico interno dell'elettrolita.
Questa carica positiva e carica negativa sono disposte in posizioni opposte sulla superficie di contatto tra due diverse fasi con un intervallo molto breve tra le cariche positive e negative, e questo strato di distribuzione della carica è chiamato doppio strato elettrico, quindi la capacità elettrica è molto grande.
Orario di pubblicazione: 15 agosto 2023
