Por que os engenheiros eletrônicos do PCBA sempre colocam dois capacitores de 0,1uF e 0,01uF no circuito?

Precisamos entender por quePCBengenheiros eletrônicos colocaram dois capacitores no circuito. Primeiro, precisamos entender os conceitos de bypass e desacoplamento.

1. Bypass e desacoplamento

Capacitor de bypass e capacitor de desacoplamento são conceitos comuns em circuitos, mas não é fácil entendê-los.

Para entender essas duas palavras, temos que voltar ao contexto inglês.

Bypass significa pegar um atalho em inglês, e também significa o mesmo no circuito, conforme mostra a figura abaixo.

Casal significa par em inglês, que se estende a emparelhamento e acoplamento. Se o sinal no sistema A provoca o sinal no sistema B, então diz-se que o acoplamento ocorre entre os sistemas A e B (Acoplamento), conforme mostrado na figura abaixo. E dissociar significa enfraquecer esse acoplamento.

1) Ignorar

Se houver interferência na alimentação, geralmente é um sinal de interferência de alta frequência, o que pode fazer com que o IC não funcione corretamente.

Conecte um capacitor C1 em paralelo próximo à Potência, pois o capacitor está em circuito aberto para CC e tem baixa resistência para CA.

O sinal de interferência de alta frequência flui de volta para o solo através de C1, e o sinal de interferência que teria passado pelo IC toma um atalho para o GND através do capacitor. Aqui, C1 é a função do capacitor de bypass.

2) Desacoplamento

Como a frequência operacional do circuito integrado é geralmente alta, quando o IC inicia ou muda a frequência operacional, uma grande flutuação de corrente será gerada no fio da fonte de alimentação. Este sinal de interferência retornará diretamente à potência e fará com que ela flutue.

Conecte um capacitor C2 em paralelo próximo à porta de alimentação VCC do IC, pois o capacitor tem uma função de armazenamento de energia, ele pode fornecer corrente instantânea ao IC e reduzir o impacto da interferência de flutuação de corrente do IC na alimentação. Aqui, C2 desempenha o papel de um capacitor de desacoplamento.

3. Por que usar dois capacitores?

Voltando à questão mencionada no início deste artigo, por que usar dois capacitores de 0,1uF e 0,01uF?

As fórmulas de cálculo para impedância do capacitor e reatância capacitiva são as seguintes:

2. Bypass e desacoplamento no circuito

Conforme mostrado na figura abaixo, a fonte de alimentação DC fornece energia para o chip IC e dois capacitores são incorporados ao circuito.

A reatância capacitiva é inversamente proporcional ao valor da frequência e da capacitância. Quanto maior a capacitância e maior a frequência, menor será a reatância capacitiva. Pode-se entender simplesmente que quanto maior a capacitância, melhor será o efeito de filtragem.

Portanto, com um bypass de capacitor de 0,1uF, não é um desperdício adicionar um capacitor de 0,01uF?

Na verdade, para um capacitor específico, ele é capacitivo quando a frequência do sinal é inferior à sua frequência auto-ressonante, e indutivo quando a frequência do sinal é superior à sua frequência auto-ressonante.

Quando dois capacitores de 0,1uF e 0,01uF são conectados em paralelo, isso equivale a ampliar a faixa de frequência de filtragem.