چرا مهندسان الکترونیک PCBA همیشه دو خازن 0.1uF و 0.01uF را در مدار قرار می دهند؟

باید بفهمیم چراPCBمهندسان الکترونیک دو خازن را در مدار قرار می دهند. ابتدا باید مفاهیم بای پس و جداسازی را درک کنیم.

1. دور زدن و جدا کردن

خازن بای پس و خازن جداکننده مفاهیم رایج در مدارها هستند، اما درک آنها آسان نیست.

برای درک این دو کلمه، باید به متن انگلیسی بازگردیم.

Bypass در زبان انگلیسی به معنای گرفتن میانبر است و در مدار نیز به همین معنی است که در شکل زیر نشان داده شده است.

Couple در زبان انگلیسی به معنای جفت است که به جفت و جفت شدن تعمیم داده شده است. اگر سیگنال در سیستم A باعث ایجاد سیگنال در سیستم B شود، گفته می شود که کوپلینگ بین سیستم های A و B (Coupling) اتفاق می افتد، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است. و جداسازی به معنای تضعیف این جفت است.

1) دور زدن

اگر برق تداخل داشته باشد، عموماً یک سیگنال تداخل فرکانس بالا است که ممکن است باعث شود آی سی به درستی کار نکند.

یک خازن C1 را به صورت موازی نزدیک برق وصل کنید، زیرا خازن مدار باز به DC است و مقاومت کمی در برابر AC دارد.

سیگنال تداخل فرکانس بالا از طریق C1 به زمین باز می گردد و سیگنال تداخلی که از IC عبور می کند، یک میانبر به GND از طریق خازن می گیرد. در اینجا، C1 نقش خازن بای پس است.

2) جداسازی

از آنجایی که فرکانس کاری مدار یکپارچه به طور کلی بالا است، هنگامی که آی سی فرکانس کار را شروع می کند یا سوئیچ می کند، نوسان جریان زیادی روی سیم منبع تغذیه ایجاد می شود. این سیگنال تداخل مستقیماً به پاور بازخورد می دهد و باعث نوسان آن می شود.

یک خازن C2 را به صورت موازی نزدیک پورت منبع تغذیه VCC آی سی وصل کنید، زیرا خازن دارای عملکرد ذخیره انرژی است، می تواند جریان لحظه ای را به آی سی برساند و تاثیر تداخل نوسانات جریان آی سی را بر روی برق کاهش دهد. در اینجا C2 نقش یک خازن جداکننده را بازی می کند.

3. چرا از دو خازن استفاده کنیم؟

برگردیم به سوالی که در ابتدای این مقاله ذکر شد، چرا از دو خازن 0.1uF و 0.01uF استفاده کنیم؟

فرمول های محاسبه امپدانس خازن و راکتانس خازنی به شرح زیر است:

2. بای پس و جدا شدن در مدار

همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، منبع تغذیه DC برق را به آی سی تراشه تامین می کند و دو خازن در مدار تعبیه شده است.

راکتانس خازنی با مقدار فرکانس و ظرفیت خازنی نسبت معکوس دارد. هرچه ظرفیت خازنی و فرکانس بیشتر باشد، راکتانس خازنی کوچکتر است. به سادگی می توان فهمید که هر چه ظرفیت خازنی بیشتر باشد، اثر فیلترینگ بهتر است.

بنابراین با یک بای پس خازن 0.1uF، آیا اضافه کردن خازن 0.01uF بیهوده نیست؟

در واقع، برای یک خازن خاص، زمانی که فرکانس سیگنال کمتر از فرکانس خود تشدید آن باشد، خازنی است و زمانی که فرکانس سیگنال بالاتر از فرکانس خود تشدید باشد، القایی است.

هنگامی که دو خازن 0.1uF و 0.01uF به صورت موازی متصل می شوند، معادل افزایش محدوده فرکانس فیلتر است.